歷時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 2

作者 | 凌敏自研 NPU 芯片，可能只是一個開始。 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 2021 上，OPPO 正式發(fā)布首顆自研 NPU 芯片馬里亞納 MariSilicon X。據 OPPO 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官陳明永介紹，該芯片經過 3 年研發(fā)，是由 OPPO *個自主設計、自主研發(fā)的影像專用 NPU 芯片。據悉，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，正式開啟旗艦手機的通用平臺 + 影像專用 NPU 的雙芯時代。

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據介紹，馬里亞納 X 采用了目前芯片行業(yè)相當先進的臺積電 6nm 制程工藝，其 AI 計算單元 MariNeuro 完全由 OPPO 自研，采用 AI 芯片的新黃金架構——DSA 架構，實現(xiàn)了專芯專用，專注于解決用戶關注的影像質量問題。

算力方面，馬里亞納 X 的 AI 算力*高可達到 18TOPs，也就是每秒 /18 萬億次的 AI 計算。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 計算單元集成了專用的片上內存子系統(tǒng)，只服務于 AI 計算，*高可提供每秒萬億比特的吞吐量，是目前手機*高內存吞吐量的十倍以上，打破了“內存墻”問題。此外，馬里亞納 X 還配備獨立 DDR 帶寬，*高可達到 8.5GB 每秒；并在 SoC 的基礎上，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 的超動態(tài)范圍，是當前*先進通用平臺能力的四倍。因此，其亮度比例，能夠達到 100 萬比 1。

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OPPO 芯片產品*總監(jiān)江波表示，馬里亞納 X 具有四大技術突破：空前強大的 AI 計算能效，行業(yè)*的 Ultra HDR、無損的實時 RAW 計算、以及*大化傳感器能力的 RGBW Pro。這四大技術突破，共同構成了具有開創(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 實時處理的同時，還能兼顧*的功耗控制、實現(xiàn)*的能效比。

在芯片產業(yè)如此成熟的當下，OPPO 為何選擇造芯？陳明永在會上表示，OPPO 造芯出于兩點考慮：

*，造芯是基于用戶的需要，用戶對影像的需求在不斷地升級。
第二，造芯是 OPPO 戰(zhàn)略的必然選擇，萬物互聯(lián)時代，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產品，更是空中樓閣。

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

OPPO 造芯，早有計劃

事實上，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)”，構建*為核心的底層硬件技術，并表示未來三年研發(fā)總投入將達到 500 億元。

據 36 氪此前報道， OPPO 對標芯片研發(fā)的馬里亞納計劃早在 2019 年 11 月就已經出現(xiàn)在內部文件，項目由 2019 年 10 月成立的 OPPO 芯片 TMG（技術委員會）保證技術方面的投入，該委員會的負責人陳巖為芯片平臺部的部長，此前擔任 OPPO 研究院軟件研究中心負責人，曾在高通擔任技術總監(jiān)。2020 年 1 月，Realme、一加的技術人員也加入到了芯片 TMG 的專家團。

2020 年 2 月，OPPO 的馬里亞納計劃進一步為人熟知。當時，OPPO CEO 特別助理發(fā)布內部文章《對打造核心技術的一些思考》，文中提出三大計劃，涉及軟件開發(fā)、云，以及硬件（芯片）。文章指出，馬里亞納計劃意在表明做硬件*深的能力，而這個*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，出于用戶對全場景科技體驗的需求，還是出于手機‘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)階段支持我們的夢想。” OPPO 曾在內部文章中如此解釋造芯的原因。

2020 年 5 月，《日經亞洲評論》在一份報道中稱，“OPPO 正在加緊設計自己的移動芯片，包括從聯(lián)發(fā)科等供應商處爭取*工程人才?！痹搱蟮涝槿耸肯⒎Q，OPPO 已經從其主要芯片供應商聯(lián)發(fā)科聘請了數(shù)名高管，以及從紫光展銳那聘請了多位工程師，目的是在上海建立一支經驗豐富的芯片團隊。

據《時代財經》日前報道，*手機研究院院長孫燕飆表示，OPPO 的芯片子公司澤庫目前員工人數(shù)已經超過 2000 人，這意味著，澤庫已經是“國內第二大芯片設計公司”，僅次于華為海思。

手機廠商齊聚自研芯片賽場

近年來，在芯片自主化的大背景下，越來越多的手機廠商開始走上自研芯片之路。

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

國內方面，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*為受到關注。華為旗下芯片部門海思是中國*大的芯片設計企業(yè)，其手機所需芯片基本能實現(xiàn)自給自足。近幾年，受美國制裁影響，華為的麒麟高端芯片在生產上遭受打擊。去年，余承東曾表示，由于美國制裁，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。據悉，該芯片是小米*專業(yè)影像芯片，目前已經應用在小米 MIX FOLD 上，預計后面還會有更多手機用上這款芯片。

vivo 的*自研芯片 V1 亮相于今年 9 月份。據悉，該芯片是由 vivo 主導開發(fā)的，服務高速計算成像的專業(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。

而在國外，也有包括蘋果、谷歌在內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遠，性能實力也確實強勁。

今年 10 月，谷歌也推出了*自研芯片 Tensor。谷歌*新推出的 Pixel6 和 Pixel6Pro 手機，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）當前自研的是 ISP 芯片；OPPO（馬里亞納 X）自研的則是 NPU 芯片。

據了解，SoC 芯片需要更長時間、高強度的資金和技術投入，而 ISP、NPU 芯片的技術難度和投入資金相對會低一些。據騰訊新聞《潛望》報道，vivo 執(zhí)行副總裁、首席運營官胡柏山在接受采訪時表示，“SoC 芯片投入大，行業(yè)內已有高通、MTK 等投入重資源在做。影像這一塊，每個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 芯片時表示，NPU-AI 芯片是競爭熱點，中國廠商的彎道超車機會可能來自于 NPU：

“每一代 CPU 和 GPU 性能提升在放緩，而與之相對應的是 AI 芯片成為新的競爭熱點……相較于此前的 CPUGPU 領域，中國廠商在 NPU 領域與海外公司起點并沒有差太遠，這和中國 AI 廠商在過去今年的技術算法的發(fā)展以及商業(yè)落地有關，也與中國有更大的數(shù)據量級和應用場景更加相關……提及場景，中國龐大的應用場景和市場也是這* NPU 在國內發(fā)展迅速的核心原動力之一，而基于場景的生態(tài)構建也是 NPU 能夠被大量使用的重要前提……考慮到 OPPO 手機一直以來都主打的影像功能，大概率此次 NPU 主要應用場景應該是影像相關?！?

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