耗时10年、100%全自主！国产GPU第一次进入大飞机

近日，航空工业计算所翔腾公司自主研制的HKM9000 GPU图形处理器，通过了民用大飞机座舱显控系统联试验证，正式转入适航认证阶段，将用于C919民航客机，引发各界关注。那么，它是怎么来的？和家用电脑里的GPU有何不同？有着何种重要意义？

据航空工业集团介绍，GPU芯片作为人机交互显示系统的核心，是机载座舱、载人航天、车载座舱、工控显示等领域的核心芯片之一，也是设计复杂度最高的芯片。

相比民用芯片，机载芯片工作环境恶劣，更追求小体积、低功耗、轻重量，因此需要具备更强的环境适应能力、更高的性能功耗比，而且必须满足航空领域高安全高可靠的要求。

长久以来，我国机载芯片多采用商业级通用芯片，既不符合高安全高可靠的要求，又无法达到专用芯片定制化功能的优势，且存在一些冗余性功能。

航空工业计算所翔腾公司坚持自主研制，于2020年完成了自主架构GPU芯片的研制，可以满足航空机载显控系统应用需求。

经过十年不懈努力，航空工业计算所翔腾公司已经掌握了复杂图形算法并行加速、全自主图形处理器架构设计、层次化图形驱动设计、大规模并行处理架构设计、海量众核高速芯片设计、多分区多任务图形绘制等关键技术，构建了模型驱动的芯片敏捷设计开发流程，不但成功研制HKM9000 GPU芯片，还建设了完备的应用开发生态体系。

目前，HKM9000已成功适配国内外10余款处理器及天脉全系列、VxWorks、翼辉、Linux等操作系统，实现了VAPS、iDATA、SCADE、Qt、MiniGUI、FreeType等图形应用开发软件，在航空、航天、兵器等领域13家用户、18种显控产品中得到应用，功能稳定、可靠。

据悉，该芯片具有完全自主的指令架构、核心算法、图形流水、软硬件代码及生态，面向典型机载座舱显示进行了应用级、算法级、架构级、电路级、软件级等系列优化。

在应用适配过程中，可从算法设计、逻辑实现、汇编指令与编译器、底层软件驱动、中间件等方面，进行多层级的优化适配，尤其在汉字显示、仪表盘显示、纹理贴图等特殊应用场景实现了优化。

根据实测，HKM9000相比商业级芯片性能普遍提升20％，在仪表盘等场景中性能提升可达2-3倍。