<menu id="6c4oc"><tt id="6c4oc"></tt></menu>
  • 新聞中心

    EEPW首頁 > 嵌入式系統 > 業界動態 > 發布首個自研NPU芯片,與ISP有何區別?

    發布首個自研NPU芯片,與ISP有何區別?

    作者:時間:2022-06-01來源:宿藝收藏

      2021年12月14日舉行的2021 未來科技大會上,面向未來十年宣布品牌“煥新”,并亮出了技術與產品的“創新肌肉”。

    本文引用地址:http://www.me-unplugged.com/article/202206/434746.htm

    發布首個自研芯片

      在OPPO之前,已有多家手機廠商推出了自研影像芯片,高通在最新發布的新驍龍8處理器也重點提升了性能,甚至改變了命名方式。

      馬里亞納MariSilicon X立項于2019年。OPPO芯片產品高級總監姜波本人是芯片行業“老兵”,之前也是OPPO的核心芯片供應商(高通)的從業人員。在回憶來OPPO從事芯片之初時,姜波有兩個很深的印象:一是當時春筍(OPPO深圳辦公大廈)中有一個辦公室貼了一張A4打印室,上面寫著“馬里亞納”四個字,團隊還剛剛搭建。另一個就是這幫人都堅信“OPPO既然打算做芯片,就一定會將影像這條賽道做到極致”。

      也就是說,OPPO從做芯片之初,就堅定將“影像”能力進階作為自己未來十年的重點投入的長技術賽道。

      馬里亞納MariSilicon是OPPO首顆自研芯片,也是全球第一顆6nm影像專用芯片。其具備四大技術突破:

      第一,強勁的AI計算性能與領先能效。

      馬里亞納MariSilicon X集成了自研的MariNeuro AI計算單元,提供高達18TOPS的最大有效算力(iPhone 13 Pro Max搭載的蘋果A15 Bionic芯片AI算力為15.8TOPS)。AI算力強勁同時,業界領先的11.6TOPS/W的能效表現也同樣重要,這依賴于OPPO自研芯片與AI算法的高效融合與軟件一體優化。

      例如在運行OPPO自研的AI降噪算法時,馬里亞納MariSilicon X能夠以4K的規格,實現40fps的處理速度,相比于此前Find X3 Pro通用支持的2fps速度,實現了20倍的性能躍升,同時功耗降低超過50%,體現了越專用越高效的優勢。

      馬里亞納MariSilicon X還采用了雙層存儲架構,其集成的片上內存子系統,可提供高達每秒萬億比特的超大吞吐量,保障海量的AI數據在計算時無需離開AI計算單元,避免內外部數據交換帶來的讀寫功耗。此外,馬里亞納MariSilicon X還配備了獨立DDR帶寬,傳輸速度高達8.5GB/秒,為芯片內各個計算單元提供獨立帶寬,讓超強算力不會被讀寫速度所限制。獨立DDR帶寬的加入,也為手機系統總帶寬帶來了17%的增量。

      第二,行業領先的影像性能。

      馬里亞納MariSilicon X集成了自研的MariLumi影像處理單元,支持最高20bit的處理位寬,并支持驚人的20bit Ultra HDR,是目前旗艦平臺HDR能力的4倍。在即時呈現出的畫面中,最亮與最暗之處的亮度對比極值達到100萬比1,幾乎與人眼真實的感受無異,實現了手機影像的、HDR性能新突破。

      第三,20bit實時RAW計算,計算影像無損處理的新范式。

      馬里亞納MariSilicon X的強大性能幫助OPPO重塑無損影像鏈路,將傳統鏈路只能在后端完成的AI計算推向了擁有最多原始信息的最前端——RAW域,為計算攝影的未來發展帶來革新。

      傳統計算攝影的視頻處理基本是在影像鏈路的最末端,即YUV域執行,但鏈路中的多次轉換會導致圖像數據丟失了大量的信息和細節,這也導致傳統計算攝影只能對有損的信息進行處理,無法實現最佳的效果。

      馬里亞納MariSilicon X引領性地將復雜的AI算法以及20bit HDR融合全部前置到RAW域進行,讓AI計算不再受限于信息量的損耗,為整個影像鏈路輸出高質量的圖像數據。與傳統后端計算相比,馬里亞納MariSilicon X的實時RAW計算能夠帶來8dB的圖像信噪比提升。

      第四,專屬的RGBW Pro模式,實現傳感器能力的最大化。

      擁有馬里亞納MariSilicon X之后,OPPO第一次完成了影像垂直鏈路整合,RGBW Pro模式就是最好的例證。通過雙通路設計,馬里亞納MariSilicon X首次實現了對RGB和W像素的分隔處理,最大化利用每一種像素特性,釋放出RGBW陣列的全部潛力。馬里亞納MariSilicon X的RGBW Pro模式帶來了8.6dB的信噪比提升,以及1.7倍的解析力提升,在傳感器尺寸規格都沒有變化的前提下實現大幅的影像效果增強。

      在四項前沿技術突破的加持下,馬里亞納MariSilicon X以同時支持4K+20bit RAW計算+AI+Ultra HDR的全新規格,為計算影像樹立了全新標準,讓安卓AI視頻,首次擁有了4K表現;也讓4K視頻,第一次擁有了AI能力。

      以上四點,實際上也是OPPO將馬里亞納MariSilicon X定義為“自研NPU影像芯片”,而不是其他廠商所推出的“自研芯片”的重要原因。

      姜波對《壹觀察》表示:馬里亞納MariSilicon X的主要設計目標,是聚焦通過NPU去解決釋放計算影像潛力這一主要問題。OPPO認為未來手機影像最重要的創新方向就是計算影像,而計算影像的上限又是AI算力。如今手機照片的計算影像各家企業實際上做的都不錯,但針對影像的專用AI算力各家差異很大,導致在夜景拍攝等極限場景的“所見即所得”與視頻拍攝過程中的體驗扔不夠好,這就是OPPO決定投入巨大資源打造像專用NPU芯片的重要原因。

      對于與ISP的區別,整個影像單元其實功能非常多,ISP往往只能解決一部分問題,并且ISP封裝之后很難再通過算法進行性能提升。而“自研NPU影像芯片”可以很好地完整解決這兩大問題。

    手機廠商究竟要不要自己做芯片?

      手機廠商要不要自研芯片?一個觀點是,芯片產業已有非常成熟的解決方案,自研模式投入周期長、風險高。

      高通產品管理副總裁Judd Heape12月初在驍龍技術峰會上談到,手機廠商在如今打造的ISP芯片特性,后續將會被集成在驍龍旗艦主芯片中,取代目前額外增加硬件的方式。高通全球CEO安蒙在接受《財經》記者專訪時評論稱,手機廠商的專長在于打造完整的手機終端交付體驗,如果芯片與終端兩頭兼顧,要耗費不小的精力。

      但從另一個角度來看,全球高端手機廠商,蘋果、華為、三星無一不具有自主研發的芯片實力。蘋果手機的創新力近年來屢遭詬病,但其在A系列芯片的發布依然備受矚目,并被認為是蘋果手機能保持強有力競爭優勢的關鍵。華為更是依靠對麒麟芯片的長期投入,打造了與其他手機品牌不同的差異化能力與影像護城河。

      更重要的是,如果沒有自研能力,在外部形式充滿不確定的情況下,誰也無法絕對保證不會發生類似華為芯片“卡脖子”之痛。即使退一萬步來講不談供應鏈風險,公開市場的通用SoC芯片產品,無法做到對特定品牌、特定人群與特定機型進行精準優化。手機企業一是很難打造差異化產品,二是很難將自身用戶需求進行底層精準定義與功能創新。導致的結果,就是產品高度同質化,再加上某些手機品牌熱衷于“搶首發”從而導致行業不斷催生“內卷”。

      OPPO創始人兼首席執行官陳明永在今年OPPO未來科技大會上的表態也正面回答了這一問題:科技公司必通過關鍵技術解決關鍵問題,如果沒有底層核心技術,就不可能擁有未來。而沒有底層核心技術的旗艦產品,更是空中樓閣。

      陳明永強調稱:“OPPO會持續投入資源,用幾千人的團隊,腳踏實地地做自研芯片”。

      《壹觀察》了解到,為了開發馬里亞納MariSilicon X,OPPO組建的芯片研發團隊高達2000人(不排除同時有研發其他芯片),其中很多核心人員都是來自于一線的半導體大廠。

    OPPO擁有“馬里亞納”意味著什么?

      從馬里亞納MariSilicon X這顆NPU芯片本身定位來看,很有意思。

      首先,其定位從設計之初到如今量產都非常堅定:打破手機影像如今的天花板。

      姜波對此表示:OPPO智能手機業務此前10來年的發展歷程中,已經在影像領域有大量的積累,且在長期采用第三方通用平臺的過程中,也有很多AI與CV(計算機視覺)算法的經驗,當業界都公認計算影像是未來10年影像領域的發展方向時,如何更好地凝聚這些積累并繼續演進就成為關鍵,這也是OPPO打算自研影像處理芯片的初衷。

      手握“馬里亞納”的OPPO也在本屆未來科技大會上公開宣布:MariSilicon X這顆NPU芯片不僅是過去十年的總結,也是OPPO未來十年影像的新開篇之作。

      第二,首款自研芯片即挑戰6nm制程,并且一次流片成功。

      6nm制程已經與如今主流的智能手機5G SoC,如高通驍龍778G/778G+,聯發科天璣1200/1100處于同一梯隊,并且還“擠進”了臺積電產能排期。

      國外媒體曾報道過一個數據:28nm節點的芯片開發成本約為5130萬美元;16nm節點則需要1億美元;7nm節點需要2.97億美元;5nm節點,開發芯片的費用將達到5.42億美元;3nm的開發費用有可能超過10億美元。

      考慮到這是數年前的數據,再加上MariSilicon X并不是一款SoC芯片,其開發費用可能并沒有那么高,但業界估計也需要到1億美元以上級別。而從2018年INNO DAY上OPPO創始人陳明永宣布2019年“研發投入100億人民幣”,再到短短一年后的INNO DAY上“3年500億人民幣”的迅速攀升,還有很大一部分比例都為芯片研發業務所占據。

      同時越先進的制程工藝,往往意味著設計的難度越高,可以用到的第三方的成熟IP也就越少,面臨的“流片”風險也就越大。

      姜波在與《壹觀察》對話中也透露稱:采用6nm制程工藝的MariSilicon X不僅一次流片成功,而且測試表現也完全達到了開發團隊的預期,從前期研發到后期流片的所有投入都算是扎扎實實落了地。這一方面可以說是“極其幸運”,但更說明了OPPO如今這個芯片團隊的技術能力與成熟度。與之對比的是,某國產手機品牌在2019年的第二代芯片打造中“流片失敗五次,資金就燒了幾十億”,可謂教訓慘痛。

      姜波認為手機企業做芯片必須掌握三個關鍵要素:時間、投入、人才,而后者更為重要。OPPO在芯片領域是一個“后來者”,同時切入角度比較陡峭,對標的芯片技術含量比較高,從客觀上來講難度是非常大的。但OPPO不同團隊之間協同性非常好,比如芯片與影像打通,算法與硬件的協同都極其高效與流暢,對MariSilicon X芯片在短短不到三年就取得技術突破、流片成功與產品量產可以說同樣至關重要。

      第三,MariSilicon X芯片已經量產,將于2022年一季度的新一代Find X系列上首發搭載上市。

      也就是說,新一代Find X系列將會是OPPO近年來在手機影像上的一次重要突破。這點還要考慮另外一個變量,也就是一加在回歸OPPO之后,哈蘇戰略合作帶來的光學、算法與調教的明顯提升。開啟“雙芯時代”的OPPO,由此也將真正踏上未來十年影像的新開篇。

    OPPO新品牌主張:微笑前行

      在此次大會上,OPPO正式升級了全新品牌主張——微笑前行。

      陳明永在大會上表示,“微笑前行”,源自OPPO本分價值觀,也來自OPPO打造首款笑臉手機以來一直堅持的“為用戶創造驚喜感”的產品思維。

      陳明永表示,社會上有很多奮發向上的平凡個體,他們是這個時代的爬坡者?!拔⑿η靶小?,代表著OPPO與所有爬坡者的共同行動。OPPO作為微笑前行的爬坡者,未來希望通過科技創新,推動行業與社會發展。讓每一位爬坡者在前行路上,有伙伴、有力量。即使置身風雨,也能心向光明,微笑前行。

      2020-2021年對于OPPO來說是充滿挑戰的一個周期,包括重新梳理產品線、調整組織架構、優化渠道體系,提出“科技為人,以善天下”品牌信仰,并明確“3+N+X”的科技躍遷戰略。

      2021年底舉行的OPPO未來科技大會,更像是對OPPO技術、產品與新品牌理念的一次“檢閱”。除了發布馬里亞納MariSilicon X芯片之外,OPPO還推出了其第三代AR眼鏡:OPPO Air Glass,已經具備量產能力,并具備高攜帶性與較強的實用性。其首款折疊屏手機——OPPO Find N系列也于12月15日正式發布,成為OPPO展示產品創新實力與沖擊期間的新利器。

      面向未來十年,OPPO的定位是“微笑前行的爬坡者”,這說明OPPO選擇的是一條充滿挑戰,但樂于拼搏之路。就像陳明永所說:“堅持做正確的事情,對的路,就不怕遠,不怕難”,“未來的OPPO一定會有更多原創技術如繁星般涌現”。



    關鍵詞: OPPO NPU ISP

    評論


    相關推薦

    技術專區

    關閉
    熟妇女的欲乱
    <menu id="6c4oc"><tt id="6c4oc"></tt></menu>