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馬裡亞納 X 探底,自研芯方向對了嗎?

馬裡亞納 X 探底,自研芯方向對了嗎?

世界上首台配備攝像頭的手機誕生于 2000 年 11 月,夏普 J-SH04。

僅 11 萬像素的攝像頭,可拆卸電池與直闆鍵盤,今天看起來另類,當時也顯得另類。夏普 J-SH04 銷量很差,卻未阻擋夏普繼續推陳出新,從這個角度來說,夏普開啟了拍照手機的演變之路。

給手機加上攝像頭,當時看起來是一件不起眼的小事,卻創造了後來各大手機品牌競争最激烈的舞台。經濟學家何帆曾說:“絕大部分創新都發生在極細微處和極宏大處,而在極細微處形成的小趨勢恰能改變世界。”

晶片,極細小又夠宏大。

2 月 24 日,OPPO 自研影像專用晶片馬裡亞納 MariSilicon X(以下簡稱“馬裡亞納 X”)首度商用,與 OPPO Find X5 系列旗艦手機一起推出。在馬裡亞納 X 晶片的加持下,Find X5 Pro 可實作真正意義上的 4K 夜景視訊,并打破算法、晶片與傳感器之間存在的曆史協同問題。

透過馬裡亞納 X 晶片,不難發現,當手機影像力進入平台期之後,已有先驅者開始尋找其它可能的突破口。尤其是在高端市場,各創新技術争奇鬥豔:超高像素、傳感器陣列排布以及自研影像晶片等等。過去的經驗表明,手機影像向上跨越的契機,或就藏在自研晶片的落地過程裡。

相比于手機研發,自研晶片無異于攀高峰的險途。

馬裡亞納 X 探底,自研芯方向對了嗎?

何謂馬裡亞納

馬裡亞納海溝,最深處的地方達 6~11 千米,是地球目前已知海洋最深處,這裡水壓高、完全黑暗、溫度低、含氧量低,且食物資源匮乏,是以成為地球上環境最惡劣的區域之一。

OPPO 創始人陳明永曾表示,之是以将 OPPO 第一顆自研晶片命名為馬裡亞納 X,是因為 OPPO 自研晶片之路的艱難超乎想象,就像馬裡亞納海溝,深不可測。

2022 年,OPPO 選擇潛入深水區有着多方面的考量。

一方面,Android 手機的影像已經接近瓶頸,在傳感器和算法等方面的調優邊際收益逐漸降低。在使用者的角度,即手機拍照的提升不明顯,各家差異化不明顯,使用者體驗受到了影響;另一方面,高端手機引領着手機影像力的發展趨勢,隻有不斷地追求技術創新,才能推動行業發展。

高端市場裡,蘋果、三星仍然保持着領先優勢,自研晶片是其中極為重要的一部分。

“一幀影像,動用兩塊晶片”,OPPO 請來了姜文用 Find X5 Pro 拍日出。這台手機上的兩塊晶片,便是指的常見的 CPU 與馬裡亞納 X 影像專用晶片。

手機影像鍊路大概可分為傳感器、算法和晶片三個環節。按照以往的行業慣例,這三個環節出處通常不同,一邊要與光學大廠合作,另一邊還得與晶片大廠合作。好比你做一盤菜,食材和調料來源不同,加上刀工,都需要大廚自己拿捏尺度,食材的新鮮度、調料的多少以及刀工細膩程度都影響最後菜肴的口感。

手機影像力的軟硬體調校複雜程度更甚,對于手機品牌來說,若能将各個環節把握在自己手中,方能将影像力做到極緻。目前手機已經進入了計算攝影時代,對 AI 算力與能效提出了更高的要求,而傳統的計算大多都依賴通用晶片,算力無法滿足需求。這也是 OPPO 推出獨立影像專用晶片馬裡亞納 X 的重要原因。

在去年的 OPPO Find X3 系列上,OPPO 小試牛刀開創了手機首個全鍊路 10bit 色彩系統:從拍攝、編碼、儲存、解碼到顯示,貫穿内外的軟硬體,使用者都能體驗到 10 億種色彩的圖檔與視訊。

陳明永認為,科技公司必須通過關鍵技術解決關鍵問題,如果沒有底層核心技術,就不可能有未來;而沒有底層核心技術的旗艦産品,更是空中樓閣。

Find 系列是 OPPO 目前最高端的産品線,其承載的技術創新使命不言而喻。在 OPPO 公司内部,有着“技術貨架”一說,OPPO 儲備着大量先進的,甚至未面世的技術,包括卷軸鉸鍊、折疊屏 U 型鉸鍊、自研晶片、隔空充電等等。

OPPO 首款折疊屏手機 Find N 釋出之後,很快賣到脫銷。2021 年 12 月僅銷售 9 天,便占據了當月中國折疊屏市場的 25%。市場的正向回報給予了 OPPO 一個積極的信号——紮實的技術能夠得到高端使用者的認可,但做技術預研的孤獨與艱難卻沒人可以體會。

馬裡亞納 X 探底,自研芯方向對了嗎?

無限風光在險峰

馬裡亞納 X 項目正式成立于三年前,設計之初,OPPO 考慮過 12nm 的方案,但要想獲得最佳的性能與功耗,必須做 6nm 制程。

在馬裡亞納 X 面世之前,國内擁有量産并商用 6nm 晶片能力的廠商僅有三家。但是做 6nm 的影像 NPU,沒有任何參考案例。這意味着 OPPO 已經進入無人區,馬裡亞納 X 就是一個“三高”項目:高額的研發經費、超高的研發難度和極高的失敗風險。沒人知道能否成功,或者失敗之後會是什麼樣。

三年厚積薄發,OPPO 方才迎來了馬裡亞納 X 成功流片,并嵌入手機正常運轉。然而晶片做好并不是攀高峰的終點,而是下一段路途的開始。

“包括其他産品線在内,我們幾乎調用了公司内所有的影像人力和資源在 Find X5 系列上。”Find 系列産品經理李傑表示,“馬裡亞納 X 在 Find X5 Pro 上的調校工作量是指數級,因為涉及到底層基礎算法的調優,相當于做了正常三代産品的研發工作。”

在這裡舉個例,你就能明白馬裡亞納 X 的調校到底有多難。

馬裡亞納 X 影像專用 NPU 晶片的 AI 算力最高可以達到每秒 18 萬億次 AI 計算,在實際應用場景中,每瓦性能也能達到每秒 11.6 萬億次。它獨立于手機的 SoC 運作,就像一個外挂增加了手機拍照時的運算能力。

如此強大的能力,還需要與其它硬體協同工作,為此 OPPO 首次加入了自研 3A 算法進行調和——3A 算法即影像鍊路裡的指揮部角色,統領着對焦、曝光和白平衡等等參數,以此達到馬裡亞納 X 與鏡頭、自然色彩傳感器以及主晶片的 ISP 等環節的配合。

通過這顆 NPU,Find X5 Pro 實作了 4 大技術突破:

1. Android 第一次支援 4K+20bit RAW+AI+Ultra HDR 的極限規格,即随意截取視訊的每一幀,都可以是一張完美的照片;

2. 錄制 4K 超清夜景視訊,得益于超高的 AI 算力,Find X5 Pro 可以進行實時 AI 降噪,擷取 20bit Ultra HDR 超級動态範圍,從本質上提高夜景視訊的畫質;

3. 通過 3A 算法還原真實的色彩表現;

4. 為第三方軟體相機提供更加清晰的原生畫質,例如微信軟體内的相機拍攝,也可以獲得原生相機的照片品質。

在 OPPO Find X5 Pro 的實拍樣張當中,我們可以清楚地看見,在馬裡亞納 X 的加持之下,Android 手機拍照能力得到了更高的提升,尤其是 iPhone 領跑的視訊拍攝領域,兩者也不分伯仲。除去馬裡亞納 X,OPPO 還加入了懸浮防抖、13 通道光譜傳感器與光學玻璃鏡片來提高 Find X5 Pro 的影像硬體素質。

馬裡亞納 X 探底,自研芯方向對了嗎?

OPPO Find X5 Pro超清夜景拍照

馬裡亞納 X 探底,自研芯方向對了嗎?

OPPO Find X5 Pro哈蘇專業模式

盡管如此,馬裡亞納 X 的能力到目前為止也隻發揮了 30%。随着時間的推移,它還會自我學習、疊代,使得手機拍照越來越好用。李傑表示:“馬裡亞納 X 是一顆 NPU,很多算法都 AI 化了,它在跑算法、跑模型的過程中,會通過神經網絡自行運算和學習。”

“一機雙芯的模式還會在行業中流行下去。”

三年時間,我們很幸運地看到 OPPO 在山頂捧起了晶片自研的火炬,實作了自身從 0 到 1 的裡程碑式跨越。就好像向雪峰發起沖擊的人,假想敵幾乎都是自己:極寒的狂風,稀薄的空氣,内心的恐懼都由自己承擔。而攀頂路途有多兇險,峰頂的景色就有多美妙。

長期主義初兌現

如果追溯馬裡亞納 X 的起源,并不能嚴格按照時間線定位于某一天。自研晶片的種子,多年前就播下了。

據李傑透露,早在四五年前,OPPO 高層已經規劃了公司的戰略轉型。近年來我們所看到的“關鍵技術解決關鍵問題”、“3 年投入 500 億”和“3+N+X科技躍遷戰略”等背後所映射的思想,其實是 OPPO 對于使用者、産品和公司營運的深度思考。

科技為人,以善天下。OPPO 身上的務實精神,我們從 Slogan 的變化便能窺見一斑,Find N 的“從嘗鮮到常用”,Find X5 系列的“一幀影像,動用兩顆晶片”都是非常具象化的描述。或許 Slogan 少了一些浪漫,但卻有了踏實的依靠。

OPPO 正在經曆向技術型科技公司的轉變,“會做廣告”的表象往往掩蓋了 OPPO 的本來面目。過去的 OPPO 更加内秀,技術研發背後的困難與思考并不輕易向外界透露。事實上,OPPO 技術貨架陳列着海量的高精尖技術與專利,資料顯示,截至 2021 年 12 月 31 日,OPPO 全球專利申請量超過 75000 件,全球授權數量超過 34000 件,在中國公司中排名第二。

Find 系列承載着 OPPO 先進技術的落地使命,并用技術解決使用者實際的問題,提升使用者體驗。産品是使用者最能直覺感受公司實力的視窗,同時也是兩者互相溝通的橋梁。隻要堅持走這條路,時間自然會兌現果實。

時間的朋友,都為長期主義者。鮮有人知道的是,OPPO 在 10 年前嘗試過平闆項目,由于種種原因并未繼續推進,但該項目卻孵化出了 VOOC 閃充技術。在那個快充還未普及的年代,OPPO 堅持将閃充技術普及開來,引領了行業快充的風潮。

現在回過頭來看,VOOC 閃充技術與馬裡亞納 X 的誕生都不是偶然,而是鋪墊已久之後的一種必然。(本文首發钛媒體App)

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