歷時(shí)3年研發(fā)，OPPO發(fā)布首顆自研NPU芯片：馬里亞納 MariSilicon X

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2022-03-10 12:57:47 16

作者 | 凌敏自研 NPU 芯片，可能只是一個(gè)開始。 OPPO 發(fā)布首顆自研 NPU 芯片

在 12 月 14 日舉行的 OPPO 未來科技大會(huì) 2021 上，OPPO 正式發(fā)布首顆自研 NPU 芯片馬里亞納 MariSilicon X。據(jù) OPPO 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官陳明永介紹，該芯片經(jīng)過 3 年研發(fā)，是由 OPPO *個(gè)自主設(shè)計(jì)、自主研發(fā)的影像專用 NPU 芯片。據(jù)悉，OPPO Find X 的下一代新品將*搭載馬里亞納 X 芯片，并將在 2022 年*季度發(fā)布，正式開啟旗艦手機(jī)的通用平臺(tái) + 影像專用 NPU 的雙芯時(shí)代。

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據(jù)介紹，馬里亞納 X 采用了目前芯片行業(yè)相當(dāng)先進(jìn)的臺(tái)積電 6nm 制程工藝，其 AI 計(jì)算單元 MariNeuro 完全由 OPPO 自研，采用 AI 芯片的新黃金架構(gòu)——DSA 架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了專芯專用，專注于解決用戶關(guān)注的影像質(zhì)量問題。

算力方面，馬里亞納 X 的 AI 算力最高可達(dá)到 18TOPs，也就是每秒 /18 萬億次的 AI 計(jì)算。值得一提的是，蘋果 iPhone 13 Pro Max 上搭載的 A15 芯片算力為 15.8TOPs。

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馬里亞納 X 在 AI 計(jì)算單元集成了專用的片上內(nèi)存子系統(tǒng)，只服務(wù)于 AI 計(jì)算，最高可提供每秒萬億比特的吞吐量，是目前手機(jī)最高內(nèi)存吞吐量的十倍以上，打破了“內(nèi)存墻”問題。此外，馬里亞納 X 還配備獨(dú)立 DDR 帶寬，最高可達(dá)到 8.5GB 每秒；并在 SoC 的基礎(chǔ)上，增加了 17% 的系統(tǒng)總帶寬。

此外，馬里亞納 X 集成了由 OPPO 完全自研的 MariLumi 影像處理單元，支持 20bit 帶寬；并支持 20bit 的 Ultra HDR 的超動(dòng)態(tài)范圍，是當(dāng)前最先進(jìn)通用平臺(tái)能力的四倍。因此，其亮度比例，能夠達(dá)到 100 萬比 1。

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OPPO 芯片產(chǎn)品*總監(jiān)江波表示，馬里亞納 X 具有四大技術(shù)突破：空前強(qiáng)大的 AI 計(jì)算能效，行業(yè)*的 Ultra HDR、無損的實(shí)時(shí) RAW 計(jì)算、以及最大化傳感器能力的 RGBW Pro。這四大技術(shù)突破，共同構(gòu)成了具有開創(chuàng)意義的影像專用 NPU，使得馬里亞納 X 能在滿足*的性能、完成視頻 AI 實(shí)時(shí)處理的同時(shí)，還能兼顧*的功耗控制、實(shí)現(xiàn)*的能效比。

在芯片產(chǎn)業(yè)如此成熟的當(dāng)下，OPPO 為何選擇造芯？陳明永在會(huì)上表示，OPPO 造芯出于兩點(diǎn)考慮：

*，造芯是基于用戶的需要，用戶對(duì)影像的需求在不斷地升級(jí)。
第二，造芯是 OPPO 戰(zhàn)略的必然選擇，萬物互聯(lián)時(shí)代，科技公司必須通過關(guān)鍵技術(shù)解決關(guān)鍵問題，如果沒有底層核心技術(shù)，就不可能有未來；而沒有底層核心技術(shù)的旗艦產(chǎn)品，更是空中樓閣。

OPPO 稱，馬里亞納 X 是 OPPO 自研芯片的一小步，OPPO 未來會(huì)持續(xù)投入資源，用幾千人的團(tuán)隊(duì)，去腳踏實(shí)地做自研芯片。

OPPO 造芯，早有計(jì)劃

事實(shí)上，OPPO 造芯的決心早有跡象。

在 2019 年 OPPO INNO DAY 上，陳明永就曾說“要有十年磨一劍”的信念，勇于邁入研發(fā)“深水區(qū)”，構(gòu)建最為核心的底層硬件技術(shù)，并表示未來三年研發(fā)總投入將達(dá)到 500 億元。

據(jù) 36 氪此前報(bào)道， OPPO 對(duì)標(biāo)芯片研發(fā)的馬里亞納計(jì)劃早在 2019 年 11 月就已經(jīng)出現(xiàn)在內(nèi)部文件，項(xiàng)目由 2019 年 10 月成立的 OPPO 芯片 TMG（技術(shù)委員會(huì)）保證技術(shù)方面的投入，該委員會(huì)的負(fù)責(zé)人陳巖為芯片平臺(tái)部的部長(zhǎng)，此前擔(dān)任 OPPO 研究院軟件研究中心負(fù)責(zé)人，曾在高通擔(dān)任技術(shù)總監(jiān)。2020 年 1 月，Realme、一加的技術(shù)人員也加入到了芯片 TMG 的專家團(tuán)。

2020 年 2 月，OPPO 的馬里亞納計(jì)劃進(jìn)一步為人熟知。當(dāng)時(shí)，OPPO CEO 特別助理發(fā)布內(nèi)部文章《對(duì)打造核心技術(shù)的一些思考》，文中提出三大計(jì)劃，涉及軟件開發(fā)、云，以及硬件（芯片）。文章指出，馬里亞納計(jì)劃意在表明做硬件最深的能力，而這個(gè)最深的能力毋庸諱言就是做芯片的能力，做*芯片的能力。

“做芯片，我們實(shí)乃不得已而為之。不管是出于 OPPO 自身的差異化需求，出于用戶對(duì)全場(chǎng)景科技體驗(yàn)的需求，還是出于手機(jī)‘軟硬服’一體化的需求，即便是像高通、谷歌這么優(yōu)秀的合作伙伴，都很難在現(xiàn)階段支持我們的夢(mèng)想。” OPPO 曾在內(nèi)部文章中如此解釋造芯的原因。

2020 年 5 月，《日經(jīng)亞洲評(píng)論》在一份報(bào)道中稱，“OPPO 正在加緊設(shè)計(jì)自己的移動(dòng)芯片，包括從聯(lián)發(fā)科等供應(yīng)商處爭(zhēng)取*工程人才。”該報(bào)道援引知情人士消息稱，OPPO 已經(jīng)從其主要芯片供應(yīng)商聯(lián)發(fā)科聘請(qǐng)了數(shù)名高管，以及從紫光展銳那聘請(qǐng)了多位工程師，目的是在上海建立一支經(jīng)驗(yàn)豐富的芯片團(tuán)隊(duì)。

據(jù)《時(shí)代財(cái)經(jīng)》日前報(bào)道，*手機(jī)研究院院長(zhǎng)孫燕飆表示，OPPO 的芯片子公司澤庫(kù)目前員工人數(shù)已經(jīng)超過 2000 人，這意味著，澤庫(kù)已經(jīng)是“國(guó)內(nèi)第二大芯片設(shè)計(jì)公司”，僅次于華為海思。

手機(jī)廠商齊聚自研芯片賽場(chǎng)

近年來，在芯片自主化的大背景下，越來越多的手機(jī)廠商開始走上自研芯片之路。

“近幾年，知名手機(jī)品牌在未來展望上都有評(píng)估自研芯片的可能性，希望透過自行研發(fā)的芯片，提供消費(fèi)者更貼近品牌訴求的*體驗(yàn)，并由此穩(wěn)固消費(fèi)者的品牌忠誠(chéng)度，諸如三星手機(jī)、華為手機(jī)以及蘋果手機(jī)等。” 集邦咨詢分析師黃郁琁曾向 InfoQ 表示，自 2019 年年中開始，受中美貿(mào)易摩擦的影響，各手機(jī)廠商都在加速這一夢(mèng)想藍(lán)圖的實(shí)現(xiàn)。

國(guó)內(nèi)方面，除剛發(fā)布自研芯片的 OPPO，華為、小米、vivo 都已在自研芯片賽道發(fā)力。

其中，華為的海思麒麟芯片最為受到關(guān)注。華為旗下芯片部門海思是中國(guó)最大的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，其手機(jī)所需芯片基本能實(shí)現(xiàn)自給自足。近幾年，受美國(guó)制裁影響，華為的麒麟高端芯片在生產(chǎn)上遭受打擊。去年，余承東曾表示，由于美國(guó)制裁，華為的麒麟高端芯片在 2020 年 9 月 15 日之后無法制造，將成為絕唱。

小米的*自研芯片澎湃 C1 亮相于今年 3 月份。據(jù)悉，該芯片是小米*專業(yè)影像芯片，目前已經(jīng)應(yīng)用在小米 MIX FOLD 上，預(yù)計(jì)后面還會(huì)有更多手機(jī)用上這款芯片。

vivo 的*自研芯片 V1 亮相于今年 9 月份。據(jù)悉，該芯片是由 vivo 主導(dǎo)開發(fā)的，服務(wù)高速計(jì)算成像的專業(yè)影像芯片，是一顆全定制的特殊規(guī)格集成電路芯片。這款 V1 芯片將在 vivo X70 系列*搭載。

而在國(guó)外，也有包括蘋果、谷歌在內(nèi)的多家公司聚焦在自研芯片賽道上。

從 2010 年亮相的 iPhone 4 搭載的 A4 芯片，到去年專為 Mac 打造的 M1 芯片，蘋果在自研芯片道路上走得較為長(zhǎng)遠(yuǎn)，性能實(shí)力也確實(shí)強(qiáng)勁。

今年 10 月，谷歌也推出了*自研芯片 Tensor。谷歌最新推出的 Pixel6 和 Pixel6Pro 手機(jī)，搭載的正是 Tensor 芯片。

不過值得一提的是，蘋果、谷歌、華為自研的都是 SoC 芯片；小米（澎湃 C1）、vivo（V1）當(dāng)前自研的是 ISP 芯片；OPPO（馬里亞納 X）自研的則是 NPU 芯片。

據(jù)了解，SoC 芯片需要更長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的資金和技術(shù)投入，而 ISP、NPU 芯片的技術(shù)難度和投入資金相對(duì)會(huì)低一些。據(jù)騰訊新聞《潛望》報(bào)道，vivo 執(zhí)行副總裁、首席運(yùn)營(yíng)官胡柏山在接受采訪時(shí)表示，“SoC 芯片投入大，行業(yè)內(nèi)已有高通、MTK 等投入重資源在做。影像這一塊，每個(gè)品牌都有自己的方向，而不同的方向需要不同的算法來支撐。”

知乎答主莊明浩在分析 OPPO 為何造 NPU 芯片時(shí)表示，NPU-AI 芯片是競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)，中國(guó)廠商的彎道超車機(jī)會(huì)可能來自于 NPU：

“每一代 CPU 和 GPU 性能提升在放緩，而與之相對(duì)應(yīng)的是 AI 芯片成為新的競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)……相較于此前的 CPUGPU 領(lǐng)域，中國(guó)廠商在 NPU 領(lǐng)域與海外公司起點(diǎn)并沒有差太遠(yuǎn)，這和中國(guó) AI 廠商在過去今年的技術(shù)算法的發(fā)展以及商業(yè)落地有關(guān)，也與中國(guó)有更大的數(shù)據(jù)量級(jí)和應(yīng)用場(chǎng)景更加相關(guān)……提及場(chǎng)景，中國(guó)龐大的應(yīng)用場(chǎng)景和市場(chǎng)也是這* NPU 在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速的核心原動(dòng)力之一，而基于場(chǎng)景的生態(tài)構(gòu)建也是 NPU 能夠被大量使用的重要前提……考慮到 OPPO 手機(jī)一直以來都主打的影像功能，大概率此次 NPU 主要應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)該是影像相關(guān)。”

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