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自研芯片以空前強大的算力和能效比，在OPPO Find X5 Pro上帶來了前所未有的計算影像體驗。

三年磨一劍帶來四大影像突破

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首次在計算影像領域實現(xiàn)全鏈路垂直整合，包括芯片和自研算法整合、芯片和通用平臺整合、芯片和深度定制傳感器整合，完全服務于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)內領先的11.6TOPS/w；影像原始數(shù)據(jù)傳輸和計算位寬更是提高至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？

手機影像處理的流程是從攝像頭到最終儲存的過程。在這一過程中，影像數(shù)據(jù)會經過RAW域、RGB域和YUV域進行不斷的處理。RAW是原始數(shù)據(jù)空間，提供了CMOS傳感器的全部無損數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在經過RGB域“上色”以及YUV域的格式轉化后，產生一張可以正常查看的照片。但需要注意的是，在這一過程中數(shù)據(jù)每經過一次轉換就會受到一定損失。傳統(tǒng)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域進行，已經兩次有損轉換的圖片信息自然也會讓成片的畫質難以達到滿意。

現(xiàn)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，視頻清晰度和動態(tài)范圍更勝一籌。

而在夜景視頻拍攝時，馬里亞納 X芯片的強大算力與能效比更是體現(xiàn)得淋漓盡致。它能夠將每一幀夜景視頻畫面進行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行設計，計算4K規(guī)格視頻數(shù)據(jù)量，提升高動態(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、快手等第三方應用中通過原始數(shù)據(jù)的計算獲得純凈清晰成像效果。

走向高端的起點

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在技術研發(fā)上堅持深入最底層的決心。

第三方數(shù)據(jù)機構CINNOResearch數(shù)據(jù)顯示，2021年中國市場智能機銷量約3.14億部，同比增長3%。OPPO在2021年前三季度強勁表現(xiàn)的帶動下，更是拿下全年智能機銷量第一的寶座，銷量同比增長34.3%。

手機堆料是時下很多廠商爭搶高端市場的手段，但堆料到極致，同質化的配置與功能反而讓用戶沒有了換手機的必要。在極度內卷的競爭中，能否有標志性產品特性才是讓產品突出重圍的殺手锏。

在OPPO看來，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在產業(yè)鏈中話語權的增大，更意味著核心競爭力。

OPPO陳明永在2021未來科技大會上曾表示：“我們會持續(xù)投入資源，用幾千人的團隊，去腳踏實地搞自研芯片，無論前路多少挑戰(zhàn)，我們都堅持不懈，咬定青山不放松?！監(jiān)PPO首席產品官劉作虎也表示：“想要真正做出有價值的創(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，用關鍵技術解決關鍵問題。”

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。在承擔了高投入、高風險、高難度和高不確定性的風險后，OPPO三年磨一劍，成功設計并量產了6nm先進制程工藝的NPU芯片——馬里亞納 X。

目前大部分廠商都存在著傳感器、芯片和算法的技術發(fā)展不同步的問題。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)與訓練所需時間更短，這就讓廠商很難在一個時間節(jié)點上能將軟硬件結合實現(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3A算法進行了自研，可以對手機影像中的不同問題進行針對性解決。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，前途無限

隨著OPPO依托長久以來的研發(fā)投入不斷產出碩果，OPPO已經逐漸形成了豐富的技術儲備。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)、量產到商用，OPPO共花了3年時間，它的商用也意味著手機影像優(yōu)化的根本邏輯發(fā)生了改變。在這場高端化與個性化的競爭中，通過自研芯片打造產品的差異化，OPPO無疑已經走在正確的路上并占得了先機，相信隨著OPPO創(chuàng)新機制的日益成熟，馬里亞納 X芯片與OPPO必將前途無限。