PS Vitaで採用されるGPUコア「PowerVR SGX543MP4＋」のImaginationに聞く「＋」の意味。PowerVRは次世代ゲーム機への採用も目指す!?

会場となったパシフィコ横浜

　2011年11月16〜18日の3日間，横浜市のパシフィコ横浜で，組み込みデバイス関連の展示会「Embedded Technology 2011」（以下，ET2011）が開催された。
　｢組み込み」というキーワード自体，4Gamerの読者には馴染みが薄いかもしれないが，ET2011というのは，業務用・民生用問わず，電機製品を構成する電子パーツや汎用プロセッサのメーカーが出展する展示会だ。
　今回，このET2011に出展しているImagination Technologies（以下，Imagination）PRディレクターであるDavid Harold（デビッド・ハロルド）氏とPowerVRグラフィックス担当のKristof Beets（クリストフ・ビーツ）氏に，最新のPowerVR事情や，組み込み向けグラフィックスコアの業界動向について取材を行ったので，そのレポートをお届けしたい。

David Harold氏（Director of PR, Imagination Technologies）

Kristof Beets氏（Business Development, PowerVR Graphics, Imagination Technologies）

PlayStation VitaのGPU

「SGX543MP4＋」に込められた「＋」の意味とは

　電子機器大国，IT機器大国などと言われる日本だが，規模が大きい製品であればあるほど，1メーカーですべてのパーツを自社開発＆生産しているところは少なく，実際のところ，必要なパーツは他社から購入しているところがほとんどだ。また，自社製品向けのカスタムプロセッサを開発する場合も，すべての機能を自社開発するのではなく，専業メーカーから「機能の設計図」（Intellectual Property：IP＝知的財産）を購入し，自社プロセッサへ“組み込む”ことが一般的に行われている。ET2011はそうした業界の展示会というわけである。

ET2011のImaginationブース

　このET2011に常連として出展しているのがImaginationで，同社はご存じ，PowerVRシリーズを手がけるグラフィックスIPメーカーだ。
　PowerVRシリーズというと，古参のゲームファンは「ドリームキャストのGPU」や「バーチャロンが動いたPC用拡張カード」を思い出すかもしれないが，近年では，GPU IP「PowerVR Graphics」とビデオデコーダIP「PowerVR Video」，そして映像エンジン「PowerVR Display」といった具合に派生し，PowerVR Graphicsは「消費電力効率の良いハイパフォーマンスGPU IP」として，組み込み向けトップブランドの地位をしっかりと築き上げているのであった。

　採用製品のメジャーどころを挙げるならば，iPhoneやiPadがその筆頭ということになるだろう。また，IntelのAtomシリーズ用チップセット「Poulsbo」（プースボ，開発コードネーム）や，Atom Z600シリーズで統合されるグラフィックス機能もPowerVR Graphicsベースだ。そして最近では，「PlayStation Vita」のグラフィックスコアがPowerVR Graphicsベースというのも有名な話。意外にも（？），PowerVR Graphics採用ハードウェアに接する機会は多いのである。
　見方を変えれば，彼らの動向は，近い将来における身近な情報機器のグラフィックス動向に直結するということでもある。

PlayStation Vita（※写真はCEATEC JAPAN 2011時点のもの）

　まずは，最も気になるPlayStation Vita関連の話題から聞いてみることにしたい。
　ソニー・コンピュータエンタテインメント（以下，SCE）は，PlayStation Vitaに，「PowerVR Series5」の「SGX543MP4＋」を採用することを明らかにしている。「SGX543」はファミリーネームで，「MP4」はコア数のコンフィギュレーションナンバーを表し，MP4の場合は「4コア」という意味だ。末尾の「＋」は「PlayStation Vitaの専用機能の証」という位置付けになっている。

　では，この「＋」には，一体どんな秘密が隠されているのだろうか。


　具体的にどのような拡張仕様が盛り込まれているのかは，


と一言。ただ，一般論として，Harold＆Beets両氏は次のように述べてくれている。

Imaginationが示している近年の採用実績報告。PlayStation VitaのSGX543MP4＋が記載されている

　Imaginationとしては，このあたりが「話せる限界」ということのようだ。話を聞いた全体的な印象としては，「＋」部分の機能提案はSCE主導で行われた気配。これ以上はむしろ，（話してくれるなら）SCE側に話を聞いたほうがいいのかもしれない。

　なお，PlayStation Vitaの開発は2008年頃に始まったことが分かっている。この頃にはSCEとImaginationの間でグラフィックスコアの共同開発がスタートしていたようだ。
　ソフトウェア開発者からは，「標準のPowerVR Series5シリーズと比べて，APIレベルで仕様はかなり拡張されている」という情報も漏れ聞こえてきているので，「＋」部分の規模は予想以上に大きい可能性がある。

次世代GPU IPコア

「PowerVR Series6」とは？

現時点で公開されているPowerVR Series6基本情報はこの程度だ

　2011年，Imagination Technologiesは，開発コードネーム「Rogue」（ローグ）と呼ばれてきた「PowerVR Series6」の存在を明らかにした。
　PowerVR Series6は，PowerVR Series5よりも新しい世代のGPU IPコアだ。PowerVR Series5と比べて最大20倍以上の性能を持つ高性能グラフィックスコアとして，業界から熱い視線を送られているものである。

　その詳細に関しては，


とのこと。

ルネサスはPowerVR Series6の採用を決定。写真に写っているのは「R-Car H1」だが，次世代の「R-Car H2」が同GPU IP採用製品になると言われている

　ただ，現時点で8社へ提供することが決まっており，そのうちST-EricssonとTexas Instruments（以下，TI），MediaTek，ルネサス エレクトロニクス（以下，ルネサス）の4社が採用を公表することは明らかになっている。ST-Ericssonは携帯機器向けチップセットであるNova Thorファミリーの最上位モデル，TIは携帯機器向けSoCであるOMAPの次世代モデルでそれぞれPowerVR Series6を採用する予定だ。
　また，日本国内のカーナビゲーションプラットフォームにおいて最も採用例が多いルネサスは，車載用SoCであるR-Car Hシリーズの次期モデルにPowerVR Series6を採用すると見られている。近い将来に開発が始まるハイエンドカーナビは，PlayStation Vitaと比べて20倍近い3Dグラフィックス性能を持つかもしれないのである。

　もっとも，Harold氏はPowerVR Series6に対して慎重な姿勢を崩さない。


　近年で最も大きなPowerVR Series5採用事例の1つがPlayStation Vitaなのだが，2011年1月の発表というこのタイミングは，奇しくもImaginationのPowerVR Series6発表と重なってしまい，「PlayStation Vitaは一世代古いPowerVRを採用するのか？」といった波紋を業界の内外に巻き起こした。
　組み込みの世界はPC業界と異なり，発表と同時に製品がリリースされることは少ない。先ほど紹介したPowerVR Series6ベースとなるルネサスのプラットフォームも，顧客に提供されるのが2012年なので，実際のカーナビ製品として出てくるのは早くても2013年以降だろう。また，「新しいもの＝正義」とは限らず，顧客のニーズに合うものこそが正義となるのも，組み込みの世界ではよくあることだ。
　とはいえ，一般ユーザーの先入観は絶えず変化するので，こうした情報開示には，かなり気を遣っているようだった。

ARMはMali-T600シリーズの性能＆機能アピールに余念がない

　ところで，GPU IPコアにおいて競合となるARMは，2011年11月に発表したMali-T600シリーズのスペック開示と内部アーキテクチャのアピールに力を入れている。Mali-T600シリーズはPowerVR Series6と直接競合するIPコアなので，ImaginationとARMの，情報開示に対する姿勢の違いは大きい印象だ。
　なぜ両社の間にはそういった違いが生じているのだろう。


　ARMは，Mali-200/300/400シリーズという既存ラインナップを持っているが，確かにPowerVRシリーズと比べて採用事例が少なく，顧客の絶対数もPowerVRシリーズよりは少ない。Imaginationの言を引用するならば，ARMの場合は，次世代アーキテクチャを強くアピールしても，“傷つく現行世代の顧客”が少ないというわけだ。
　新規顧客を多く獲得するためには，アーキテクチャの優位性アピールが必須。だからARMは積極的な情報開示を行っているのではないか，とHarold氏は分析しているのである。

　もっとも，PowerVR Series6で，PowerVR Series5と比べてシェーダコアが進化していることは間違いない。DirectX 11や，次世代OpenGL ESである「Halti」（開発コードネーム）の対応が謳われている以上，テッセレーションステージの搭載などといった拡張がなされているのは確実だ。
　このあたり，やはり「話せない」という結論にはなるのだが，Beets氏は，以下のような表現を行っている。

PowerVR Series6の

GPGPU対応はどうなる？

　組み込みの世界においても，GPGPUソリューションへの関心が強くなってきている。というよりも，GPGPUは，実はPCよりも，むしろ組み込みの世界のほうが，積極的に導入していこうという意向が強い。
　SoCにおいて，グラフィックスコアは，比較的占有面積の大きい，いわば高コストな部位である。そのため，グラフィックスコアを多目的に活用してシステム性能を底上げしたいという要望が非常に強いのだ。

　PowerVRシリーズでいえば，PowerVR Series5がすでにOpenCLへの対応を果たしている。当然，この流れはPowerVR Series6へと受け継がれるはずだが，この点，Harold氏とBeets氏は次のように述べている。

組み込みの世界ではGPGPUソリューションの採用が進む

　GPGPUタスクとグラフィックスレンダリングタスクの同時実行可能が可能なのは，実のところMali-T600シリーズも同じだ。Mali-T600シリーズではOpenCLのEP（Embedded Profile）およびFP（Full Profile）に対応することが明らかになっているが，PowerVR Series5ではOpenCL EPの対応に留まっている。そして，PowerVR Series6でこのあたりがどう拡張されるかはまだ明らかになっていない。

　ちなみにPowerVR Series5では，16コアの「MP16」が最大のコンフィギュレーションとなる。1コアには一般的なGPUでいうところのシェーダユニットが4基搭載されているので，最大では64シェーダユニットというわけだ。前述のとおり，PlayStation Vitaの場合はMP4（4コア）なので，16シェーダユニット構成ということになる。
　PowerVR Series6においても，このMP16構成が最大コンフィギュレーションとなるのだろうか。


　要するに，現状，MP16が最大なのは，その程度まであれば十分だから，というわけである。顧客の要望さえあれば，“MP32”などといったコンフィギュレーションも提供できるのだろう。
　現行の最高パフォーマンス製品の採用例でもMP4止まりなら，当面はPowerVR Series5のままでもいいのではないかと思うかもしれない。しかし，消費電力対性能の観点から，アーキテクチャは進化させられていくし，時代が求める新機能への対応も行われていく。面積あたり，あるいはワットあたり性能の向上，DirectX 11対応，本格的なGPGPUへの対応などが果たされたPowerVR Series6は，次世代の市場のニーズ，あるいは顧客が求める新機能搭載の要望に応えた製品，ということになるはずだ。

プログラマブルレイトレーシングソリューション

「OpenRL」は業界標準になるのか

　Imaginationは，純然たるGPU IPコア製品とは別口で，GPUに新しい機能を盛り込むための標準化活動に力を入れ始めている。その新しい機能とは，プログラマブルレイトレーシングであり，Imaginationは，その標準化仕様として「OpenRL」を提唱したのだ。
　「Open〜」という名称から想像できるように，現在Imaginationは，OpenGLやOpenCLなどの規格策定・管理団体であるKhronos Group（以下，Khronos）へ働きかけを行っている。このあたりの背景やOpenRLそのものの説明は9月24日の記事で行っているので，そちらも併せてチェックしてもらえればと思う。

プログラマブルレイトレーシングソリューションが組み込まれた次世代PowerVRは「PowerVR RTx」となる予定だ

　このOpenRLというアイデア，次世代のGPU機能としても非常に有望に思えてならない。
　レイトレーシングというキーワードだけみると荒唐無稽に感じられるかもしれないが，たとえば現在苦労して生成している動的な影生成などは，レイトレーシングの機能を局所的に活用するとかなり簡単に行える。あるピクセルをレンダリングするとき，そこから光源に向かってレイ（線）を飛ばし，シーン内の第三者に衝突すれば，そこは影になっていると判断できるのだ。

　光源を仮想視点にしてシーンをZバッファレンダリングしてシャドウマップを生成し，あとからチマチマ「影か否か」を判定していく現在の主流手法よりもスマートで，しかも影の品質がシャドウマップの解像度に依存してしまったりすることもなく，常にフル解像度の影が得られる。
　個人的には，Khronosだけでなく，DirectXの新機能としてMicrosoftに働きかけてもよい気がするが，Imaginationはどのように考えているのだろうか。


　Imaginiationは2012年にもレイトレーシング専用プロセッサ「CausticTwo」（開発コードネーム）を公開予定。さらに将来的には，このCausticTwoに搭載されている機能をPowerVRへ統合させていくロードマップも敷いているほど，この分野への取り組みに力を注いでいる。


　このOpenRLを他社と共同で推進していく流れはないのか。たとえばNVIDIAは，プログラマブルレイトレーシングのソリューションとして「OptiX」を提唱していて，OpenRLとは直接競合してしまうため連携しにくいが，OpenCLなどのKhronos系API対応に力を注いでいるAMDならパートナーになり得そうだ。


　つまり，OpenRLというAPI仕様やフレームワーク仕様は広く広めていきたいが，その実現手法に関して手の内はできる限り明かしたくないということなのだろう。

　筆者個人としてはこのOpenRLの発想には賛同的なのだが，ことモバイルグラフィックスに話を限定するならば後ろ向きな指摘も多い。それは「レイトレーシングのような高度なレンダリングシステムはむしろクラウド側で実現すべきではないか」というものだ。
　Imaginationは，OpenRLベースのプログラマブルレイトレーシング機能をPowerVRに統合させていきたいと考えているが，「そんなことをせずに，クラウド側でレンダリングしたものを端末側で表示させるほうが，性能，そして消費電力の観点からは自然だ」という指摘は確かにもっともらしく聞こえる。4Gネットワーク世代では通信のレイテンシも低減され，クラウドベースのレンダリングシステムが極めてリアルタイムに近い形で利用出来るようになると言われているからだ。実際，NTTドコモのXi（クロッシィ）対応タブレット向けにサービスが始まった「ジークラウド」などは，その先駆け的な存在だといえる。

迫り来る競合。

そのときImaginationはどう動く？

　ImaginationのPowerVR Series6と直接競合するMali-T600シリーズをアナウンスしたARMは，今後，「ARMベースのCPUコアと組み合わせる最適なグラフィックスコアはMali-T600シリーズだ」というメッセージを強く打ち出してくると見られている。
　現状のImaginationは，スマートフォンやタブレットに搭載されるグラフィックスコア中，60％程度のシェアを押さえているが，今後，ARMの“セット売り”などに対して，どのように対抗していくつもりなのか。両氏は次のように述べる。

あまり知られていないが，ImaginationはMetaというCPUコアIPも手がけている。シングルコアで最大4ハードウェアスレッドをサポートする32bitプロセッサだ

　SoCの世界では，SoCを構成する部位を固定仕様化しようとすると，ひどく嫌われるという。ARMはCortex CPUコアとMali-T600シリーズのグラフィックスコアをインターコネクトしてキャッシュを統合し，キャッシュのコヒーレンシを維持するという画期的なソリューションを打ち出してきているわけだが，SoCベンダーとしては，自分の製品で活用するバスシステムやその他のコンパニオンコアに対して柔軟に最適化できるほうを好むというわけだ。
　PowerVRは，OCP（Open Core Protocol）バスだろうが，AXI（Advanced eXtensible Interface）バスだろうが，そのSoCベンダーの独自バスだろうが，柔軟に最適化して利用するためのソリューションを提供できるとし，これこそが我々を選ぶ大きな理由になると，Harold氏は胸を張っていた。

ドリームキャスト以来。

据え置き型ゲーム機のGPUにPowerVR!?

　まだどれも信憑性に乏しい次世代ゲーム機の噂だが，最近では耳にする機会も増えてきた。火のないところに煙は立たないので，実際，そうした次世代ゲーム機開発のプロジェクトは動き出しているのだろう。
　冒頭でも述べたとおり，Imaginationは前身となるVideoLogic時代に，セガのドリームキャストで「PowerVR Series2」が採用された実績を持つ。今度の次世代機のGPUとして採用されたいという要望はあるのだろうか。
　締めくくりの質問として，やや柔らかめな話題を振ってみた。

Imaginationが展開するIP製品群

　PowerVR Series6のときと異なり，かなり愛想良く饒舌に語ってきてくれたことから察するに，実際問題，ゲーム機メーカーからの具体的なコンタクトは今のところないのだろう。しかし，据え置き型のハイエンドゲーム機に大きな興味を抱いているのは少々意外であった。
　次世代ゲーム機に搭載されるグラフィックスコアは，順当にAMDのRadeonかNVIDIAのGeForceになると見られているが，もしかすると大穴としてPowerVRもあるのだろうか。果たして……。