幾天前，Google 發布了 Pixel 10 系列產品，最引人關注的自然是由台積電代工的「純血」Tensor G5 晶片。
2016 年，Google 推出了第一代 Pixel 手機，給用戶帶來最純正的 Android 體驗；2021 年，Google 和三星合作推出了 Tensor 晶片，雖有 Exynos 換皮之嫌疑，但總歸算是將 Pixel 的「自研」程度再提高了一個層次；2025 年，Tensor G5 晶片告別了 Exynos 換皮，也終於擺脫了害人不淺的三星工藝。
值得關注的是，Tensor G5 的 GPU 部分採用了來自 Imagination 的 PowerVR 架構——你可能對這個名字有些眼熟——它曾和 Apple 一道走過 A 系列晶片的起步階段，為 A4 到 A10X 等晶片提供了 GPU 解決方案，然後又突然被 Apple 拋棄，在多年艱難求生後熬到今天，再次登上了智慧型手機。
在科技發展的歷程中，這樣的故事其實已經足夠精彩，但 Imagination PowerVR 的故事還遠不止於此。
從 VideoLogic 到 Imagination
1985 年，Tony Maclaren 創立了一家名為 VideoLogic 的公司，為當時日益普及的 PC 與 Mac 開發用於增強電腦多媒體功能的拓展卡，在圖形、聲音加速、家庭音頻系統、影片捕捉、影片會議系統等領域都有涉足。這為 VideoLogic 在視覺計算領域積累了早期的技術和市場經驗，儘管這時公司的業務重心尚未觸及後來的核心——3D 圖形。
革命性 PowerVR 架構的誕生
公司歷史的決定性轉折發生在 1992 年，Hossein Yassaie 加入 VideoLogic 公司擔任技術總監。在 Yassaie 的推動下，VideoLogic 進行了一場大膽的戰略轉型，將目光投向了當時尚處於萌芽階段的 3D 圖形加速技術。此時 3D 圖形加速仍是一個新興技術，少數幾家在市場上占據主導地位的公司都採用了簡單直接但非常消耗計算資源的渲染方法。VideoLogic 團隊意識到，他們可以通過一種更加靈活、高效的渲染方法在市場中殺出一條獨特的道路。正是在這樣的背景下，一個最終被命名為 PowerVR 的內部項目啟動了。
當時主流的是 IMR 架構，即「立即模式渲染」(Immediat Mode Rendering)，基於「暴力計算」的邏輯按照圖元（通常是三角形）被提交的順序，對其進行立即處理與渲染。這意味著，即使一個物體最終會被另一個物體完全遮擋，GPU 仍需要花費寶貴的計算資源、占用緊缺的內存帶寬來渲染這個「看不見」的物體。對於計算資源並不充足的 90 年代，此等浪費行徑嚴重拖累了電腦的圖形性能。
PowerVR 的核心理念是 TBDR ，即「分塊延遲渲染」(Tile-Based Deferred Rendering)，其渲染過程可以分為兩個主要階段：
1.幾何處理與分塊（Tiling）：GPU 在接收整個畫面的所有數據後，會將其劃分為一個個小的矩形區域（圖塊，Tiles），並生成一個列表以精確記錄每個圖塊內包含了哪些三角形圖元；
2.延遲渲染（Deferred Rendering）：在完成幾何處理與分塊後，GPU 才會開始逐個圖塊地進行像素渲染，且在渲染每個圖塊前都會執行一次 HSR （隱藏面移除，Hidden Surface Removal），比較圖塊內所有圖元的深度資訊，只將最終可見的像素髮送到後續渲染管線進行著色與紋理處理。
左圖為 TBDR 架構結構圖
右圖為 HSR 示意圖
這一技術顯著提高了渲染效率，大幅降低了功耗與對內存帶寬的需求，後來成為 Imagination 公司的標誌性創新與核心競爭力。如果感興趣的話，你也可以在 Imagination 官網上閱讀《 PowerVR Architecture Overview 》。
1993 年，PowerVR 架構的 FPGA 演示版本在當年的電腦圖形學頂級會議 SIGGRAPH 上進行了秘密展示，初步驗證了其發展潛力。一年後，VideoLogic 成功在倫敦證劵交易所上市，為後續技術研發與市場擴張籌集了資金。
從 PC 與遊戲主機，到 IP 授權模式
在確立了 PowerVR 架構在技術上的優勢後，VideoLogic 開始將其商業化，首先便瞄準了 PC 市場。他們採取了與半導體製造商合作的模式，將其技術授權給 NEC 等合作夥伴，由後者負責晶片的生產與銷售。在 Matrox M3D 和 Apocalypse 3Dx 等當時頗受歡迎的顯卡產品中，都跳動著 PowerVR 的脈搏。
NEC PowerVR PCX2 (1997)
21 世紀初，他們又與意法半導體（ST Micro Electronics）、大力神（Hercules）合作，推出了基於 PowerVR Series3 架構的 Kyro II 晶片，並應用在 3D Prophet 4500 顯卡上，以低於 NVIDIA GeForce 2 的價格實現了更強的性能，取得了商業上的成功。
但真正讓 PowerVR 聲名鵲起的，是其在遊戲主機領域的輝煌戰績。上世紀 90 年代末，世嘉 Sega 正在為下一代遊戲主機 Dreamcast 尋找 GPU 技術，最終放棄了當時在 PC 市場如日中天的 3dfx Voodoo 架構，選擇了 PowerVR Series 2 GPU 方案。該方案同時用於世嘉的 Naomi 街機，這使得開發者可以輕鬆將《能量寶石》《死亡鬼屋 2 》等街機熱門遊戲移植到家用 Dreamcast 主機上，也創造了 Dreamcast 的另一個核心賣點。
左圖為 Dreamcast ，右圖為 Naomi
Dreamcast 於 1998 年在日本發布，其驚艷的圖形性能使其被譽為「領先時代」的作品。到 1999 年，NEC 已經向世嘉出貨超過一百萬顆 PowerVR 2DC 晶片。Dreamcast 最終總銷量超過了一千萬台，極大鞏固了 PowerVR 的行業地位。
在與世嘉的合作取得巨大成功的同時，VideoLogic 公司的管理層——尤其是 1998 年升任 CEO 的 Yassaie ——作出了另一項影響深遠的戰略決策。他們意識到，公司的核心價值在於獨一無二的技術與智慧財產權，而非（與其他廠商合作完成）硬體製造。因此他們決定，公司將從銷售自有品牌硬體的模式轉型至 IP 開發與授權模式。
1999 年，VideoLogic 更名為 Imagination Technologies ，專注於設計 GPU 核心，再將這些設計作為 IP 授權給德州儀器、三星等半導體公司，由他們將 PowerVR GPU 集成到他們設計、生產的 SoC 中。這種商業模式與英國另一家半導體巨頭，大名鼎鼎的 ARM 公司如出一轍。這使得他們能夠將資源集中於最擅長的研發環節，同時也有利於將其技術推廣到更加廣闊的市場中。
第一個「超級客戶」的崩潰
雞蛋不能放在一個籃子裡，建立在單一支柱上的商業成功往往是脆弱的。
世嘉 Dreamcast 雖然在技術上備受讚譽，但在商業上未能抵擋住索尼 PlayStation 2 的強大攻勢，最終於 2001 年 3 月 31 日——恰好是 Imagination 財年的最後一天——宣布停產，這一事件對 Imagination 造成了非常沉重的打擊。
與世嘉的授權協議是公司當時最大的收入來源和利潤引擎，被形容為 The Big Cash Cow（現金牛），世嘉的敗退直接導致 Imagination 的年利潤暴跌了 30% 。這次衝擊不僅是財務上的挫折，更深層次地暴露了 Imagination 商業模式中的一個致命弱點：對單一「超級客戶」的過度依賴。
可惜的是，人類能從歷史中學到的唯一經驗，就是什麼都沒學到。Imagination 沒有預料到的是，歷史將在 16 年後以一種更加毀滅性的方式重演。
移動 GPU 霸主的黃金枷鎖
在經歷世嘉 Dreamcast 停產的陣痛之時，Imagination 做出了一個關鍵且正確的決定：將業務重心從 PC 和遊戲主機市場，轉向當時方興未艾的移動領域。他們正確地預見到，硬體 3D 加速將在未來的移動設備上扮演至關重要的角色，而PowerVR 架構低功耗、高能效的設計理念，與移動設備對電池續航和散熱的嚴苛要求完美契合。
左圖為諾基亞 N95 ，右圖為索尼 PlayStation Vita
Imagination 的技術為諾基亞 N95 和索尼愛立信 P1 等早期手機產品與 PlayStation Vita 等掌上遊戲機帶來了不俗的表現，證明了 PowerVR GPU 在移動和便攜設備領域的領先地位。
成也「MFi」，敗也「MFi」
2007 年，賈伯斯在舞台上發布了初代 iPhone ，「重新定義了智慧型手機」。初代 iPhone 搭載了三星蜂鳥 S5L8900 晶片，採用 90nm 工藝製程、ARM11 核心與 PowerVR MBX-Lite GPU 。一段長達十年、既成就了 Imagination 也最終幾乎摧毀了它的合作關係，就此開始。
賈伯斯與初代 iPhone
2010 年，iPhone 4 發布。在其搭載的 Apple 自研A4 處理器中，與前三代 iPhone 上使用的三星蜂鳥晶片一樣集成了 PowerVR GPU ，型號為 SGX535 。此後七年間的 A 系列晶片都一直使用著 PowerVR GPU ，實現了優於同代競品的性能表現。
隨著 iPhone 和 iPad 在全球範圍內的火爆，Imagination 的 IP 授權費和版權收入呈爆炸式增長。公司的股價隨之飆升，一時成為資本市場的寵兒。但 Imagination 不知不覺給自己埋下了一顆定時炸彈，它們一半以上的營收來源於 Apple ——或許我們可以戲謔地將這段時間稱作 PowerVR 的「MFi」時代。
發布於 2017 年 6 月的 A10X Fusion 集成了 PowerVR GT7800 12 核 GPU ，也是最後一代採用 PowerVR GPU 的 A 系列晶片
這種極端依賴與 Apple 對自研越來越強的渴求之間，顯然存在著無可避免的衝突。一旦 Apple 這個超級客戶離開 Imagination ，對於 Imagination 來說將會是滅頂之災，衝擊力甚至強於前面提到的 21 世紀初與世嘉合作終止一事。
2017 年 4 月 3 日，也許是 Imagination 歷史上最黑暗的一天。Imagination 發布公告稱，Apple 已正式通知，計劃在未來 15 至 24 個月內停止在其新產品中使用 Imagination 的智慧財產權。而 Apple 給出的理由是，其「正在開發一種獨立、自主的圖形設計，以更好掌控產品」。
重磅炸彈落下，資本市場瞬間被引爆。當天 Imagination 的股價暴跌 70% ，市值蒸發達數億英鎊。分析機構將 Imagination 的股票評級下調至無法投資（Uninvestable），幾乎相當於宣告了一家上市公司的死刑。
Imagination 迅速作出反應，發表了一份措辭強硬的公開聲明，向宣稱「將在兩年內停止使用 Imagination 的技術」的 Apple 發出質疑——「從零開始設計一個全新的 GPU 架構而不侵犯其專利、智慧財產權和機密資訊，是極具挑戰性的」。Imagination 要求 Apple 提供未侵權的證據，但要求被 Apple 拒絕，雙方矛盾進一步激化並逐步公開。這場糾紛的背景更為複雜——在此之前 Apple 試圖收購 Imagination 未果，且正在持續從 Imagination 挖走其 GPU 核心工程師設立自己的研發團隊—— Apple「背叛」Imagination 是蓄謀已久的。
插播一則收購舊聞
失去了 Apple 這個最大的收入來源後，Imagination 的財務狀況迅速惡化，公司運營難以為繼。在內外部的巨大壓力下，公司於 2017 年 6 月宣布將整體出售，並於同年 11 月被具有國資背景的私募股權基金 Canyon Bridge 收購。
為了確保這筆交易能夠順利完成，Imagination 先向美資的 Tallwood Venture Capital 出售了其 2012 年收購而來的 MIPS 處理器業務，巧妙分離了其位於美國的 MIPS 業務與位於英國的 GPU IP 資產，以脫離 CFIUS （The Committee on Foreign Investment in the United States ，美國外國投資委員會）的管轄範圍，規避地緣政治風險。此前，CFIUS 就以國家安全為由，阻止了 Canyon Bridge 對萊迪思半導體（Lattice Semiconductor）的收購。
苟延殘喘，何處尋覓又一春？
俗話說得好，事不過三。在兩次因過度依賴單一超級客戶而陷入谷底之後，拆分收購後的「新」Imagination 逐漸推行積極多元化發展戰略，以降低「爆雷」風險、開拓新的增長市場。新 Imagination 的業務主要聚焦於其四大戰略支柱：汽車電子、數據中心與桌面計算、移動設備 GPU 以及邊緣側 AI 與計算。
2020 年 1 月 2 日，傳來了一則令人疑惑的消息：Imagination 官方宣布與 Apple 達成新的多年期授權協議——當然，這得交錢，對於 Imagination 來說也算是一筆不小的收入。有人說，這表示「分手」時高調宣稱「將在兩年內停止使用 Imagination 的技術」的 Apple 終於低頭了。
從零開始自研 GPU 並不容易，哪怕是富可敵國的 Apple 也很難做到。A11 的 GPU 設計就與此前 Imagination 的 Rogue 非常類似，A12 的 GPU 也依然支持 PVRTC （PowerVR 紋理壓縮， Imagination 的專利技術）。直到今天，A 系列晶片中的 GPU 都無法完全脫離 Imagination PowerVR 的技術——不過既然雙方重歸於好簽訂 IP 授權合約了，這也無傷大雅。
手頭寬裕一些後的 Imagination 於 2021 年宣布重返 CPU 市場，基於開放標準的 RISC-V 架構推出了 Catapult 核心家族。他們希望自身不再僅僅是一個 GPU IP 供應商，而能轉型成為一家更完整的 CPU GPU AI 異構計算平台解決方案提供商。但事與願違，市場給予他們的反饋並不好。今年年初，Imagination 宣布將停止開發 RISC-V CPU 核心，以更好專注於傳統與 AI 業務——說人話就是不掙錢，砍了。
那 Imagination 的老本行 PowerVR GPU 又情況如何呢？
在智能電視、智能穿戴、開發板等品類中，PowerVR 並不少見。例如，設計優雅的 LG U TV Soundbar 音響中就是 PowerVR Series 9 XE 的 GPU ，一款很有趣的開源掌機 Retroid Pocket 3 搭載的虎賁 T310 也採用了 PowerVR GE8300 GPU 。
而在 PowerVR 曾叱吒一時的手機市場，情況就不太樂觀了。
在與 Apple 度蜜月時，Imagination 總是把最新一代、最高規格的 GPU 獨家授權給 Apple 使用，而其他廠商則只能使用較低規格甚至是上一代方案。其他廠商感受不到 Imagination 的合作誠意，因而也缺少與之深入合作的經驗和意願。這樣一來，自從 A10X 之後，PowerVR 8 系和 9 系 在市面上就再也找不到高端用例了；甚至在 2020 年中低端的聯發科 Helio P95（搭載 PowerVR GM9446 MP2）之後的很長一段時間內，手機行業的主流視線里都沒有出現過使用 PowerVR GPU 方案的 SoC。
不過嘛，在查閱資料的過程中，我有了些意外而驚喜的發現。
在 9 系之後，PowerVR GPU 改用字母表示代數，目前最新的是 E 系。很多人都知道，摩爾線程的 S70 、S80 等顯卡產品中便使用了 PowerVR Series B XT 的 IP 授權；而我們還可以從 Imagination 在今年三月公布的授權資訊得知，PowerVR Series D XT 被授權給了當時還未發布的 Google Tensor G5 與「另一款小米玄戒」。眾所周知五月登場的玄戒 O1 搭載的是 ARM Mali GPU ，那麼這款 PowerVR 版玄戒又是什麼呢？實驗室中玄戒 O1 的廢案？
Imagination Tech 官方公眾號在今年三月揭露了相關資訊
雖然有 Tensor G5 和「廢案」玄戒選擇了 PowerVR 方案，但我們依然無法對 PowerVR 回歸主流手機市場抱有太大希望，高通以外的 SoC 廠商沒有理由不選擇更加成熟的 ARM Mali 方案。
2020 年 3 月 Google 推出 Android GPU Inspector（安卓 GPU 監視器）時，首批只支持了高通的 Adreno 與 ARM Mali 產品，一個月後才與 Imagination 合作補上了對所剩無幾的 PowerVR GPU 的支持，仿佛 PowerVR 早已被 Android 生態遺忘、低人一等；諸多遊戲往往也只針對 Adreno 和 Mali 適配、優化，PowerVR 在兼容性上存在著很大的問題。——何況 PowerVR 如今的「高端」產品性能與功耗表現如何也是一個謎，剛剛問世的 Tensor G5 上搭載了 PowerVR DXT-48-1536 GPU ，可圖形性能跑分表現甚至不如上代頂著三星工藝 debuff 的 Tensor G4 。
另一個試圖打破 Adreno 與 Mali 二分 Android 的局面的是三星，還拉來了 AMD 合作，把 RDNA2 架構改造成了手機 SoC 上的 Xclipse GPU ，最終卻只落下了「高分低能」的結局。
據傳三星將終止與 AMD 的技術合作轉而「自研」下一代 GPU ，但這裡的「自研」會不會是「回歸」Exynos 曾使用過的 Mali 呢？暫且存疑。
話又說回來，Pixel 作為 Google 的「親兒子」都用上了 PowerVR GPU ，那麼 Android 必然將從系統層面優化 PowerVR GPU 的性能表現與兼容性；且考慮到 Pixel 在最近幾年穩中向好的銷量，Imagination 應該能從中獲取比較豐厚的利潤來投入下一代的研發。這樣一來，PowerVR 還真有可能煥發第二春，成為 Android 生態下 GPU 的一種「新」選擇。
有趣的是，今年年初又傳出了 Canyon Bridge 打算出手 Imagination 的消息。不得不說，Imagination 不僅寫下了一部 GPU 技術演進的編年史，更上演了一場展現出驚人韌性的商業戲劇。誰都無法預料 PowerVR 未來的走向，正如（上文提到的、帶著戲謔的）人類從歷史中學不到任何教訓。
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