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《Khronos加速在SIGGRAPH开放标准3D生态系统的开发》

  • 来源专题：集成电路
  • 编译者： Lightfeng
  • 发布时间：2019-07-28

  • Khronos®集团是由领先的硬件和软件公司组成的开放联盟，旨在制定先进的加速标准，宣布新的3D Commerce™工作组以及旗舰标准WebGL™，glTF™和Vulkan®的关键更新。本着持续致力于SIGGRAPH交互式图形专业人员社区的精神，Khronos提供了许多发展和举措，包括：

    （1）3D Commerce Initiative成为Khronos工作组; 呼吁参与宣布

    作为Khronos探索小组，3D Commerce于2019年4月成立，现在是Khronos治理下的官方工作组，旨在使行业与简化、一致的3D内容创建和消费保持一致。

    （2）WebGL发布高影响力的扩展和生态系统发展

    WebGL已经得到所有主流浏览器的支持，并在Web上的众多专业CAD和3D应用程序中得到应用，现在可以为开发人员社区提供的最多功能提供新的解决方案。作为这些更新的一部分，WebGL现在公开了KHR_parallel_shader_compile扩展，这使得长着色器编译时间完全异步，因此它们不再阻止WebGL应用程序。

    （3）使用二项式基础通用纹理技术的glTF通用纹理扩展绘图正在进行中; 第一个原型支持出现在引擎中

    Google和Binomial最近宣布他们合作以开源纹理压缩器和高性能转码器的形式发布Binomial的Basis Universal技术。Basis支持JPG大小的纹理，可以在运行中进行转码，以便原生支持压缩的GPU格式。

    （4）glTF工具生态系统在Blender 2.80中扩展，包括通用纹理工具和glTF导入/导出

    随着glTF生态系统的发展，3D格式工作组正致力于鼓励并支持每个广泛使用的创作工具上的原生glTF导入和导出。例如，Mozilla，Khronos和glTF社区已经合作在Blender 2.80中构建了glTF 2.0导入和导出功能。

    （5）新的Vulkan扩展船; Vulkan认为CAD和专业创作工具的使用量增加

    Adobe Premiere Rush是Adobe首款一体化跨设备在线视频编辑应用程序，使用Vulkan在Android上发布，为Android设备带来专业品质的视频编辑。渲染引擎包括由开源clspv编译器编译为SPIR-V的数十万行OpenCL™C代码，以便在Vulkan上运行。

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相关报告

  • 《Khronos KTX 2.0纹理支持紧凑、视觉丰富的glTF 3D资产》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：Lightfeng
    • 发布时间：2021-04-26
    • 2021年4月20日，Khronos®集团宣布推出KTX™2.0版本，在此容器格式中增加了对Basis Universal超压缩的支持，以实现可靠的GPU纹理格式。Basis Universal是Binomial开发的一种压缩技术，可产生紧凑的纹理，在运行时可以有效地转码为各种GPU压缩纹理格式。此外，Khronos还发布了KHR_texture_basisu扩展，使glTF可以包含KTX 2.0纹理，从而产生了可普遍分配的glTF资产，并使用了本机支持的纹理格式来减小GPU内存大小，提高各种设备和平台上的渲染速度。最后，Khronos发布了开源工具和代码转换器，以支持在glTF生态系统中广泛使用KTX 2.0纹理。 运行时3D资源通常使用JPG或PNG压缩图像，来传输压缩文件的纹理。但是，这些格式不能直接由GPU处理，必须在GPU内存中解压缩为完整大小的图像，这就需要消耗宝贵的内存空间和带宽，并导致较差的渲染性能和产生高功耗，这在移动设备上尤成问题。GPU压缩的纹理格式可实现紧凑的内存纹理，并具有优化的内存访问，可实现更快、更高效的渲染。但是，在分布广泛的glTF资产中使用GPU纹理格式是不切实际的，因为高度分散的GPU纹理格式格局会使它们无法在许多目标设备上使用。 Binomial的Basis Universal压缩技术通过定义一种“通用”压缩纹理格式来解决此问题，该格式可以在运行时有效地转换为目标设备支持的GPU格式。 Basis Universal为开发人员提供了两种压缩选项，这些选项将Khronos定义的ETC1和ASTC GPU纹理格式的选定模式与RDO编码和基于LZ的超压缩相结合，以实现紧凑的纹理文件大小。与JPEG和PNG纹理相比，ETC1S模式可以实现更小的传输和占存。与ETC1S相比，UASTC模式可提供更高质量的纹理，特别适用于法线贴图，同时仍可实现较小文件和节省内存。 为了快速推出KTX 2.0，Khronos创建了一套开源KTX工具，这些工具与业界的其他工具可以一起支持KTX文件的创建、验证和检查。Khronos还生产了一组开源优化的代码转换器，用于集成到处理KTX 2.0纹理的应用程序和引擎中。此外，glTF工作组提供了KTX资产创建工作流程，并详细说明了如何有效使用新的KHR_texture_basisu扩展。 Khronos集团是一个开放、非营利的行业组织，由150多个行业领先的公司组成，为3D图形、增强和虚拟现实、并行编程、视觉加速和深度学习创建开放标准。Khronos标准包括3D Commerce™、ANAI™、glTF™、NNEF™、OpenCL™、OpenGL®、OpenGL®ES、OpenVG™、OpenVX™、OpenXR™、SPIR-V™、SYCL™、Vulkan®和WebGL™。Khronos的会员可以为Khronos规范的开发作出贡献，在标准公开发布之前的各阶段拥有投票权，并可以通过提前获得规范草本和一致性测试，更快地将其高端加速平台和应用产品推如市场。
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  • 《美国NIST发布《半导体生态系统中的计量缺口》报告》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：李衍
    • 发布时间：2023-06-25
    • 据战略科技前沿微信公众号报道，2023年6月5日，美国国家标准与技术研究院（NIST）发布了《半导体生态系统中的计量缺口》报告，旨在为CHIPS研发计量计划的受资助者提供指南，以便与CHIPS法案目标对齐。报告描述了CHIPS研发计量计划（CHIPS R&D Metrology Program）的产生、发展和战略优先领域，设计了一个旨在通过先进的测量、标准、建模和模拟加强美国半导体行业的计量计划。报告结合了NIST历时两年多的调查、研究结果，最终遴选确定出10项优先发展的重点领域，被视为CHIPS研发计量计划的研究组合路线图。 一、美国CHIPS研发计量计划的产生和发展历程 美国“芯片法案”拟投资500万美元用于实施美国的芯片发展战略，其中110亿美元用于CHIPS研发计划以发展微电子和半导体研发生态系统。CHIPS研发计划包含国家半导体技术中心（NSTC）、国家先进封装制造计划（NAPMP）、三家新的美国制造研究所（Manufacturing USA）、计量计划等四个组成部分。“芯片法案”规定了整个CHIPS研发计划的计量活动，要求：（1）NIST设立一个计量计划，以通过多学科研发增强美国半导体产业；（2）国家半导体技术中心支持使用3nm或更先进工艺制造微芯片的先进计量和表征，以及安全和供应链验证的计量；（3）先进封装制造计划和新制造研究所加强半导体先进测试能力，以支持国内生态系统。 2021年6月，NIST正式成立了一个半导体计量工作组，由代表NIST的6个实验室项目的计量主题专家组成。该工作组的最初目标是了解影响美国国内半导体发展的基础计量研发缺口，帮助NIST为CHIPS研发计量计划如何实现2021财年《国防授权法案》（NADD）中设定的目标建立发展愿景。NIST早期研究确定了反映美国半导体行业技术需求的八个计量研发主题领域，具体包括：（1）材料和尺寸缩放计量；（2）高通量制造的在线计量；（3）为供应商提供材料质量检测；（4）改进设计和制造的数字化手段；（5）先进封装的新型计量；（6）面向未来的先进封装关键领域；（7）材料和器件：表征、建模和设计；（8）半导体开发和供应链的安全和信任。 这八个主题领域为2022年4月召开的两个行业研讨会提供了议程，确定了最优先的计量研发需求。这些研讨会的讨论成果被总结发表在了2022年9月NIST发布的《美国半导体制造业的战略机遇》报告中。该报告从计量角度确定了7大挑战和32个研发方向。半导体计量工作组后来认识到32个研发方向描述了许多重叠或类似的计量概念和研发战略，可以合并这些概念和研发战略以更加紧密地使微电子计量需求与NIST的需求保持一致。因此，2022年10月CHIPS研发计量计划将32个研发方向整合为20个重点领域，到2022年11月又进一步凝练为10个优先发展的重点领域，以解决最关键的计量研发缺口。 二、美国CHIPS研发计量计划优先发展重点领域的遴选及确定 自2020年12月以来，NIST指导了一系列利益相关者研讨、内部能力评估和战略规划活动。活动亮点包括：（1）举办两个计量研发研讨会，以了解影响美国国内半导体制造能力的技术缺口（2022年4月）；（2）组建一个由NIST的计量专家（来自中小企业）和实验室主任组成的内部小组，以审查利益相关者需求（2022年10月）；（3）NIST研究人员为确定计量研发的优先发展领域而进行了研究组合建议的统计分析（2022年11月）。 通过利益相关者参与和内部项目收集的数据表明，半导体产业界、学术界和政府机构在半导体设计和制造价值链的所有阶段都需要更先进的计量，包括实验室的基础和应用研发、规模化的原型制作、工厂制造以及组装、封装和性能验证等阶段。NIST最终遴选确定出10项优先发展的重点领域清单，以解决美国微电子行业最亟需的计量技术。 CHIPS研发计量计划的10项优先发展重点领域分为两类： 1. 自动化、虚拟化和安全性，包括：（1）用于供应链信任和安全的先进计量；（2）先进模型的验证和确认；（3）下一代制造工艺的先进建模；（4）自动化、虚拟化和安全的标准；（5）设备和软件的互操作性标准。 2. 下一代微电子技术的计量，包括：（1）先进材料和器件的计量；（2）纳米结构材料表征的计量；（3）先进测量服务；（4）针对3D结构及器件的先进计量；（5）先进封装的材料表征计量。 为确保优先发展的重点领域和未来里程碑能够与高优先级的行业需求保持一致，CHIPS研发计量计划基于IEEE发布的两个微电子行业路线图——《异构集成路线图》（The Heterogeneous Integration Roadmap）和《国际器件与系统路线图》的计量章节（The International Roadmap for Devices and Systems, Metrology Chapter）进行了系统的全景评估。通过综合分析确定了影响当前和未来微电子计量利益相关者共同技术缺口和创新机会，并验证了CHIPS研发计量计划制定期间收集的数据。 三、美国CHIPS研发计量计划工作展望 展望未来，CHIPS研发计量计划的领导层将参考内外部利益相关者提供的意见，来进行预算制定和执行、项目优先级排序、项目规划和项目管理。保持外部参与仍将是CHIPS研发计量计划的主要重点，以加强沟通和推广方法，并收集对未来研发项目规划和实施有直接影响的意见。NIST将继续利用各种方法来引导利益相关者的参与，如虚拟研讨会、工作组会议、面对面活动、技术演示以及专注于商业化和技术转让的外部研究伙伴关系。此外，CHIPS研发计量计划还将通过社交媒体、NIST网站、新闻简报和主题邮件订阅等方式定期发布并更新研究进展和资助机会。
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