計(jì)算影像體驗(yàn)革新 OPPO 馬里亞納 X芯片解讀

2022年2月24日，OPPO正式發(fā)布了全新一代旗艦Find X5系列，并在OPPO Find X5 Pro上首次搭載的OPPO自研NPU芯片——馬里亞納 MariSilicon X（以下簡(jiǎn)稱馬里亞納 X）。這塊2021年12月14日在INNODAY上發(fā)布的OPPO自研芯片以空前強(qiáng)大的算力和能效比，在OPPO Find X5 Pro上帶來(lái)了前所未有的計(jì)算影像體驗(yàn)。

三年磨一劍帶來(lái)四大影像突破

馬里亞納 X是一塊NPU芯片，屬于專門處理影像的“專家”。依托馬里亞納 X讓OPPO首次在計(jì)算影像領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全鏈路垂直整合，包括芯片和自研算法整合、芯片和通用平臺(tái)整合、芯片和深度定制傳感器整合，完全服務(wù)于OPPO定制化的計(jì)算影像需求。

強(qiáng)大的算力是馬里亞納 X芯片最值得稱道之處。它采用了DSA新黃金架構(gòu)理念，擁有高達(dá)18TOPS即每秒最高18萬(wàn)億次計(jì)算的超強(qiáng)算力，可以能運(yùn)行像素級(jí)AI降噪模型。從能效上看，馬里亞納 X芯片達(dá)到了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的11.6TOPS/w；影像原始數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算位寬更是提高至20bits，大大提升數(shù)據(jù)傳輸能力，擁有20bitUltra HDR動(dòng)態(tài)范圍能力、20bitRAW域處理和RGBWPro雙通路處理的性能表現(xiàn)。

高算力有什么用？

手機(jī)影像處理的流程是從攝像頭到最終儲(chǔ)存的過(guò)程。在這一過(guò)程中，影像數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)過(guò)RAW域、RGB域和YUV域進(jìn)行不斷的處理。RAW是原始數(shù)據(jù)空間，提供了CMOS傳感器的全部無(wú)損數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)RGB域“上色”以及YUV域的格式轉(zhuǎn)化后，產(chǎn)生一張可以正常查看的照片。但需要注意的是，在這一過(guò)程中數(shù)據(jù)每經(jīng)過(guò)一次轉(zhuǎn)換就會(huì)受到一定損失。傳統(tǒng)手機(jī)由于處理器ISP單元的算力不足，影像處理只能選擇在YUV域進(jìn)行，已經(jīng)兩次有損轉(zhuǎn)換的圖片信息自然也會(huì)讓成片的畫質(zhì)難以達(dá)到滿意。

現(xiàn)在馬里亞納 X依托強(qiáng)大的算力將影像處理前置到了RAW域，使最終輸出的影像更接近原始的圖像信息，視頻清晰度和動(dòng)態(tài)范圍更勝一籌。

而在夜景視頻拍攝時(shí)，馬里亞納 X芯片的強(qiáng)大算力與能效比更是體現(xiàn)得淋漓盡致。它能夠?qū)⒚恳粠咕耙曨l畫面進(jìn)行AI降噪處理。馬里亞納 X集成的自研影像處理單位MariLumi還能對(duì)視頻流趨勢(shì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算4K規(guī)格視頻數(shù)據(jù)量，提升高動(dòng)態(tài)范圍成像能力，即使是夜拍也有更加明亮的畫面，保留更多的暗部細(xì)節(jié)。

馬里亞納 X還能夠幫助用戶在微信、抖音、快手等第三方應(yīng)用中通過(guò)原始數(shù)據(jù)的計(jì)算獲得純凈清晰成像效果。

走向高端的起點(diǎn)

馬里亞納是人類已知世界上最深的海溝，芯片以此為名也透露出OPPO在技術(shù)研發(fā)上堅(jiān)持深入最底層的決心。

第三方數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)CINNOResearch數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)市場(chǎng)智能機(jī)銷量約3.14億部，同比增長(zhǎng)3%。OPPO在2021年前三季度強(qiáng)勁表現(xiàn)的帶動(dòng)下，更是拿下全年智能機(jī)銷量第一的寶座，銷量同比增長(zhǎng)34.3%。

手機(jī)堆料是時(shí)下很多廠商爭(zhēng)搶高端市場(chǎng)的手段，但堆料到極致，同質(zhì)化的配置與功能反而讓用戶沒有了換手機(jī)的必要。在極度內(nèi)卷的競(jìng)爭(zhēng)中，能否有標(biāo)志性產(chǎn)品特性才是讓產(chǎn)品突出重圍的殺手锏。

在OPPO看來(lái)，自研芯片就是那把殺手锏。手機(jī)最根本的核心就是芯片！而有能力自研自供芯片不僅意味著在產(chǎn)業(yè)鏈中話語(yǔ)權(quán)的增大，更意味著核心競(jìng)爭(zhēng)力。

OPPO陳明永在2021未來(lái)科技大會(huì)上曾表示：“我們會(huì)持續(xù)投入資源，用幾千人的團(tuán)隊(duì)，去腳踏實(shí)地搞自研芯片，無(wú)論前路多少挑戰(zhàn)，我們都堅(jiān)持不懈，咬定青山不放松?！監(jiān)PPO首席產(chǎn)品官劉作虎也表示：“想要真正做出有價(jià)值的創(chuàng)新，唯一的路徑就是自研，而且是深入到通信、芯片、材料底層的深度自研，用關(guān)鍵技術(shù)解決關(guān)鍵問(wèn)題?！?/p>

秉持著這一精神，在自研芯片的道路上OPPO也走出了與其他廠商不同的路。在承擔(dān)了高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高難度和高不確定性的風(fēng)險(xiǎn)后，OPPO三年磨一劍，成功設(shè)計(jì)并量產(chǎn)了6nm先進(jìn)制程工藝的NPU芯片——馬里亞納 X。

目前大部分廠商都存在著傳感器、芯片和算法的技術(shù)發(fā)展不同步的問(wèn)題。如芯片的開發(fā)周期通常是兩年以上，傳感器的迭代周期為一年，而算法開發(fā)與訓(xùn)練所需時(shí)間更短，這就讓廠商很難在一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上能將軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)100%的效果。得益于馬里亞納 X芯片出色的垂直整合能力，OPPO在Find X5 Pro上對(duì)3A算法進(jìn)行了自研，可以對(duì)手機(jī)影像中的不同問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性解決。例如采用13通道光譜傳感器的Find X5Pro在配合自研3A算法后，能最大程度發(fā)揮出13通道光譜傳感器性能，還原更真實(shí)的環(huán)境光源信息，改善白平衡效果，在任何光線條件下都拍出自然的色彩。

在路上，前途無(wú)限

隨著OPPO依托長(zhǎng)久以來(lái)的研發(fā)投入不斷產(chǎn)出碩果，OPPO已經(jīng)逐漸形成了豐富的技術(shù)儲(chǔ)備。從架構(gòu)設(shè)計(jì)、核心IP設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)乃至物理設(shè)計(jì)，逐步攻克，掌握所有技術(shù)能力，在馬里亞納MariSilicon X上，甚至連I/O接口的MIPI都是OPPO自研的。

馬里亞納 X芯片的設(shè)計(jì)、研發(fā)、量產(chǎn)到商用，OPPO共花了3年時(shí)間，它的商用也意味著手機(jī)影像優(yōu)化的根本邏輯發(fā)生了改變。在這場(chǎng)高端化與個(gè)性化的競(jìng)爭(zhēng)中，通過(guò)自研芯片打造產(chǎn)品的差異化，OPPO無(wú)疑已經(jīng)走在正確的路上并占得了先機(jī)，相信隨著OPPO創(chuàng)新機(jī)制的日益成熟，馬里亞納 X芯片與OPPO必將前途無(wú)限。