12月14日,在OPPO未來科技大會2021期間,OPPO正式釋出了首款影像專用NPU晶片馬裡亞納 MariSilicon X(以下簡稱“馬裡亞納 X”)。這是OPPO未來十年影像圖騰的開篇之作,也是OPPO的第一顆自研晶片,意味着又一家國産手機公司加入了自研晶片陣營。

據官方介紹,馬裡亞納 X 是一枚制程為6nm的影像專用NPU晶片,算力達到18 TOPS,AI算法的運作速度也做到行業領先。同時,它還整合和進化了視訊流趨勢下影像處理的能力,将計算影像推向了4K+20bit RAW+AI+Ultra HDR的新高度。
它不同于內建在手機SoC中的ISP(圖像處理單元)晶片,獨立于SoC存在,并與它共同構成手機核心運算的左右大腦,實作了真正的“一機雙芯”。
為什麼手機廠商願意投入高額資金去做一枚影像晶片?OPPO創始人陳明永給出的回答是:在萬物互融時代,必須通過關鍵技術解決關鍵問題。一個科技公司,如果沒有底層核心技術,就不可能有未來;而沒有底層核心技術的高端産品,更是空中樓閣。
用關鍵技術解決關鍵問題
影像功能已經成為手機廠商的必争之地。這背後的原因不難了解,拍照、攝像是如今智能手機使用者使用最頻繁的功能之一,它的表現在很大程度上決定了使用者對一部手機的評價。是以,手機廠商一邊争相與海外光學大廠合作,一邊追求突破像素的天花闆,總之,一定要在影像領域建立自己的競争力。
使用者對影像總有高需求,但受制于手機的尺寸限制,要讓它與專業裝置的成像品質相較量,始終存在一定難度。很長一段時間裡,手機廠商都在比拼手機鏡頭個數的多少和像素的高低,但站在使用者角度,體驗并未發生根本性改變。
要想沖破手機的硬體局限,當下最好的辦法就是提升計算影像的能力。
所謂計算影像,就是從成像機理上來改進傳統手機,并将硬體設計與軟體計算能力有機結合,彌補手機與專業相機的差距,實作接近單反的效果。如今,主流手機廠商基本都在計算影像上發力”。
比拼計算影像,本質上比的還是底層硬體技術,晶片各大廠商差異化競争的核心。今年以來,已經有多家國産廠商推出了專為手機影像設計的自研ISP晶片。但在OPPO看來,目前的影像ISP普遍存在算力不足的問題,這也是目前手機影像面臨的核心問題。
ISP是什麼?簡單地說,它是決定手機拍攝最終成像效果的關鍵,手機能錄多少分辨率的視訊、支援多高像素的傳感器、是否支援HDR視訊,都由它來決定。大部分手機廠商都把它內建在SoC中,也有廠商做獨立于主機闆的ISP晶片,但本質上仍未突破算力局限。
馬裡亞納 X是一枚影像專用NPU(神經網絡處理器)晶片,它與ISP不同,主要發力AI運算,獨立于SoC而存在,能夠與SoC一起構成手機核心運算的左右大腦,顯然研發難度也更高。
OPPO産品進階總監姜波在接受采訪時表示,目前将ISP內建在通用晶片上的做法,無法滿足AI對計算影像在算力和能效上的需求,這就需要自研專用NPU來最大化解決算力和能效問題,這也是OPPO首款晶片選擇影像NPU的原因。他認為,這是未來影像發展的主流方向。
普通消費者可能很難了解算力在數量上的差距。如果把這些算力轉換成使用者體驗,OPPO能同時實作4K+20bit RAW+AI+Ultra HDR規格夜景視訊,這已經達到了目前手機影像算力的新極限,真正提升了使用者體驗,而并非停留于像素和手機鏡頭個數的無效競争。
姜波提到,相比起傳統的晶片廠商,OPPO做晶片的最大優勢在于能夠站使用者視角來決定對于硬體的需求,而不是簡單地下定論說要做什麼規格的晶片。比如,最初研發馬裡亞納 X的時候,團隊更多考慮的是增加這枚晶片以後對電池容量等名額的影響,然後再來對晶片提需求,做到了真正貼近使用者體驗。
OPPO産品進階總監姜波高端品牌不能沒有核心技術
OPPO自研晶片,不僅僅是從使用者角度出發的考量,同時也是這個品牌走向高端的必擇之路。盡管國産手機都在強調高端化,但從高端手機的銷量來看,仍是像蘋果、三星這樣的廠商保持領先。
一直以來,國産品牌被質疑沒有底層核心技術,尤其是晶片,更是決定智能手機差異化競争的關鍵。隻有掌握底層核心技術,才能有底氣喊出高端品牌的口号。馬裡亞納X的釋出,意味着OPPO向成為高端品牌邁出了最為關鍵且實際的一步。
事實上,造出這樣一顆晶片并非易事,首先制程就是個難題。在設計晶片之初,OPPO曾經考慮過12nm的方案,有許多基礎IP可用,可以大大縮短研發周期。但最終發現,要想實作最優級别的性能和功耗,隻有做6nm才可行。
然而,6nm制程的工藝生态并不發達,也缺乏現有IP,對像OPPO這樣第一次做晶片的廠商來說,意味着高投入、高風險、高難度和高不确定性。
在OPPO之前,全國能設計并量産商用6nm晶片的廠商也僅有華為海思、阿裡和聯發科三家,而6nm的NPU,市面上更是沒有任何可以參考的設計。所有晶片設計過程中需要用到的核心IP,OPPO必須全部自研。
這意味着,OPPO不僅要面對更長的研發周期,還要承擔巨大成本。這是一筆顯而易見的巨額投入:6nm和更先進的制程都采用EUV光刻技術,成本達到千萬級美金水準,要比12nm的高出2-3倍。而在設計完晶片之後的流片環節,1次試驗費用就高達1個億。
更重要的是,正式流片實驗前,沒人知道是否成功,一旦失敗需要推倒重來。
“自研晶片的投入是非常大的,但不管是6nm、3nm還是12nm,如果這顆晶片可以幫我們解決使用者側的痛點和價值點,那就值得去投入”,姜波說。
傳統晶片廠商做晶片更多考慮的是終端廠商成本和需求的平衡,但OPPO做晶片是"加法"思維,站在使用者的角度思考,用"飽和式"堆料的做法去做晶片。比如,OPPO還為馬裡亞納 X專門內建了獨立帶寬,包括百萬兆級AI專用帶寬和千兆級影像帶寬,為高算力提供進一步保障,這在晶片行業中也屬于一種奢侈做法。反映到使用者身上,是更高的運作速度和更順暢的操作體驗。
晶片研發是個極其艱難的過程,但馬裡亞納 X的成功意味着OPPO真正拿到了高階制程的入場券。據了解,馬裡亞納 X由台積電代工6nm制程,随着OPPO晶片戰略的推進,未來OPPO有望台積電戰略客戶名單,成為在晶片産業鍊具有話語權的手機廠商之一。
回歸初心,“微笑前行”
OPPO對底層技術的重視早有先兆。
2020年,OPPO制定了3+N+X科技躍遷戰略。其中,“3”是整套戰略的“基本功”,代表硬體、軟體、服務這三項基礎技術;“N”是像AI、安全、IoT這樣偏向于使用者場景的多種技術應用;“X”則是指像晶片、VOOC閃充這樣的差異化獨家技術,決定着OPPO的核心競争力。
馬裡亞納 X是“3+N+X”戰略的一個切口,它意味着OPPO的競争力走上了一步新台階。通過底層技術的革新,OPPO能夠逐漸降低對傳統晶片大廠的依賴,進一步地協同硬體、軟體和服務,進而提升使用者體驗的一緻性和連貫性。
這一動作似曾相識。2014年,在手機充電還停留在“5V1A”的時代,OPPO就率先在業内推出了自主研發的VOOC系列閃充技術,在保證安全的前提下,将手機充電的速度提升了4倍以上,直接改變了手機充電的格局。如今,OPPO首次在行業中推出影像專用的NPU晶片,在某種程度上,填補了手機影像在算力問題上的空白。
做革命性的創新,放在哪個時代都是一件難事。OPPO自研晶片的名稱叫“馬裡亞納”,它同時也是世界上最深的海OPPO以此來形容制造“頂級晶片”這件最難的事。從最初立項至今,OPPO幾乎“不計投入”,為的就是能夠拿出真正能夠從根本上改變使用者體驗的技術。
在OPPO看來,無論是快充技術,還是難至“馬裡亞納”的自研晶片,出發點都是相同的——“為人”。 OPPO相信,這就是科技的發展的本質和方向。是以,作為一家科技公司,OPPO的追求就是通過關鍵技術解決使用者的關鍵問題,增加使用者的幸福感,推動社會進步。
在馬裡亞納 X釋出的同時,OPPO還公布了其最新的品牌主張——微笑前行。在行業競争的後半程以及研發的深水區,OPPO希望能夠自信從容、穩紮穩打,持續前進。“馬裡亞納X,隻是我們的一小步,我們的腳步不會停止。我們會持續投入資源,用幾千人的團隊,去腳踏實地搞自研晶片。無論前路多少挑戰,我們都将堅持不懈,咬定青山不放松!“陳明永在大會表示。
從影像NPU到更高階的晶片,OPPO的投入還在繼續。這是OPPO交給手機内卷時代的答卷。對抗行業内卷,最好的辦法不是随波逐流,更不是繳械認輸,而是回到初心上,切實解決使用者所需。隻要在路走對了,時間會給出最好的答案。
OPPO下一代旗艦OPPO Find X系列,将在2022年第一季度首發搭載馬裡亞納 MariSilicon X。這顆晶片的技術表現究竟如何,就交給使用者來檢驗。