計算影像體驗革新 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(chēng)馬里亞納 X）。這塊2021年12月14日在INNODAY上發(fā)布的OPPO自研芯片以空前強大的算力和能效比，在OPPO Find X5 Pro上帶來(lái)了前所未有的計算影像體驗。

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(zhuān)門(mén)處理影像的“專(zhuān)家”。依托馬里亞納 X讓OPPO首次在計算影像領(lǐng)域實(shí)現全鏈路垂直整合，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定制化的計算影像需求。

強大的算力是馬里亞納 X芯片最值得稱(chēng)道之處。它采用了DSA新黃金架構理念，擁有高達18TOPS即每秒最高18萬(wàn)億次計算的超強算力，可以能運行像素級AI降噪模型。從能效上看，馬里亞納 X芯片達到了業(yè)內領(lǐng)先的11.6TOPS/w；影像原始數據傳輸和計算位寬更是提高至20bits，大大提升數據傳輸能力，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。

高算力有什么用？

手機影像處理的流程是從攝像頭到最終儲存的過(guò)程。在這一過(guò)程中，影像數據會(huì )經(jīng)過(guò)RAW域、RGB域和YUV域進(jìn)行不斷的處理。RAW是原始數據空間，提供了CMOS傳感器的全部無(wú)損數據，這些數據在經(jīng)過(guò)RGB域“上色”以及YUV域的格式轉化后，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)程中數據每經(jīng)過(guò)一次轉換就會(huì )受到一定損失。傳統手機由于處理器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)兩次有損轉換的圖片信息自然也會(huì )讓成片的畫(huà)質(zhì)難以達到滿(mǎn)意。

現在馬里亞納 X依托強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芯片的強大算力與能效比更是體現得淋漓盡致。它能夠將每一幀夜景視頻畫(huà)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還能對視頻流趨勢進(jìn)行設計，計算4K規格視頻數據量，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(huà)面，保留更多的暗部細節。

馬里亞納 X還能夠幫助用戶(hù)在微信、抖音、快手等第三方應用中通過(guò)原始數據的計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(lèi)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)上堅持深入最底層的決心。

第三方數據機構CINNOResearch數據顯示，2021年中國市場(chǎng)智能機銷(xiāo)量約3.14億部，同比增長(cháng)3%。OPPO在2021年前三季度強勁表現的帶動(dòng)下，更是拿下全年智能機銷(xiāo)量第一的寶座，銷(xiāo)量同比增長(cháng)34.3%。

手機堆料是時(shí)下很多廠(chǎng)商爭搶高端市場(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(hù)沒(méi)有了換手機的必要。在極度內卷的競爭中，能否有標志性產(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(zhù)在產(chǎn)業(yè)鏈中話(huà)語(yǔ)權的增大，更意味著(zhù)核心競爭力。

OPPO陳明永在2021未來(lái)科技大會(huì )上曾表示：“我們會(huì )持續投入資源，用幾千人的團隊，去腳踏實(shí)地搞自研芯片，無(wú)論前路多少挑戰，我們都堅持不懈，咬定青山不放松?！監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(zhù)這一精神，在自研芯片的道路上OPPO也走出了與其他廠(chǎng)商不同的路。在承擔了高投入、高風(fēng)險、高難度和高不確定性的風(fēng)險后，OPPO三年磨一劍，成功設計并量產(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(chǎng)商都存在著(zhù)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(kāi)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(kāi)發(fā)與訓練所需時(shí)間更短，這就讓廠(chǎng)商很難在一個(gè)時(shí)間節點(diǎn)上能將軟硬件結合實(shí)現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3A算法進(jìn)行了自研，可以對手機影像中的不同問(wèn)題進(jìn)行針對性解決。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(xiàn)條件下都拍出自然的色彩。

在路上，前途無(wú)限

隨著(zhù)OPPO依托長(cháng)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)儲備。從架構設計、核心IP設計、邏輯設計乃至物理設計，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芯片的設計、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(zhù)手機影像優(yōu)化的根本邏輯發(fā)生了改變。在這場(chǎng)高端化與個(gè)性化的競爭中，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，相信隨著(zhù)OPPO創(chuàng )新機制的日益成熟，馬里亞納 X芯片與OPPO必將前途無(wú)限。