OPPO用自研芯片打一场不同维度的竞争
- 王树一
近日,OPPO发布双芯人像科技OPPO Reno8系列手机,将自研芯片马里亚纳 MariSilicon X(以下简称“马里亚纳X”)带入到主流手机市场。在Reno8发布会上,OPPO 副总裁、中国区总裁刘波表示,在自研芯片上,OPPO做了一笔巨大的投资,向台积电下单上千万颗马里亚纳X芯片,让数以千万的消费者享受到绝佳的影像体验,这就是OPPO在技术和产品上投入的价值。

马里亚纳 X于2021年OPPO未来科技大会上正式发布,是OPPO自研芯片“深海计划”的第一个里程碑,该芯片采用台积电6纳米工艺,构建了应用领域专用架构(DSA),对影像处理做出极致优化,内部集成ISP位宽达到20位,高通骁龙一代(ISP位宽为18位)等竞品,实现了目前手机处理影像单元的最高位宽,高位宽ISP带来高动态范围,从现场演示的马里亚纳X 4K视频处理效果来看,与当时市场旗舰机型相比,效果有显著提升。马里亚纳 X首发于OPPO新一代旗舰Find X5系列手机中,这次在主流机型Reno上配备,标志着OPPO自研芯片出货量将很快上规模。
芯片一版成功很重要
芯片是典型的规模经济,出货量上去才能带来规模效应,可以有效摊薄研发成本,增加供应链议价能力,而且一款芯片的成熟,往往要靠数千万甚至上亿的出货量来持续收集应用中的边界情况,从而完善功能并改善芯片的可靠性,很多边界情况的bug(错误)很难在仿真验证过程中完全覆盖掉,只有通过大量的应用,来能逐渐排除。因而,马里亚纳X上主流机型,对OPPO而言意义重大。
在先进制程芯片研发费用高企的背景下,芯片研发团队对重大失败的承受力更弱了,先进制程几次流片失败,往往会让一个团队伤筋动骨,小米手机芯片研发走走停停,就是因为这个原因。在先进制程工艺上做芯片研发,都是在玩一个低容错率的游戏:可以容忍小的可以用软件弥补的bug,但绝对不允许超过两版芯片还不能工作。用一句俗话说就是,大型复杂SoC的开发,只能从一个胜利走向两一个胜利,一旦失败,后果不堪设想。马里亚纳X一版量产,无疑给OPPO开了一个好头。
当然,要让一款SoC在手机里面把自己的潜能全部发挥其实很难,尤其是在与手机应用处理器(AP)不是一家产出的时候。Reno 8系列有用到高通的AP与联发科的AP,要用好马里亚纳X芯片,就需要做好与高通或联发科AP的配合。

据OPPO介绍,与高通或联发科AP匹配克服了很多困难。从第一次点亮芯片,到释放马里亚纳X的各种技术能力,中间经历了无数次迭代试验,工程师夜以继日地抢时间,让OPPO得以用不到一年的时间,将高通、联发科双平台与马里亚纳X的匹配做到当前较为完美的水平,这几乎是业内仅见的速度和水平。体现了OPPO在自研芯片的设计、应用和系统优化上都有很强的功力,再考虑到一直积累的手机整机厂商中优秀的方案集成能力,OPPO有望在后续芯片和整机研发上实现良性互促。
优质影像来自优质硬件
OPPO产品经理陈思聪表示,马里亚纳X是影像专用NPU,而非普通的ISP。一般的手机影像处理芯片(即ISP)的输入信号已经是经过压缩处理的RGB域信号或YUV域信号,因而其提升画质能力的天花板很低。马里亚纳X的工作方式与这种ISP有本质区别,它将影像处理算法提前至原始数据域(即RAW域),在RAW域处理,能有效避免信息损失,实现无损处理,根据OPPO提供的测试结果,相比传统方法,马里亚纳X在RAW域处理能带来额外8dB信噪比提升;在图像传感器处理环节,马里亚纳X支持RGBW Pro模式,实现了对RGB和W通道的分隔处理,最大化每一种像素特性,释放了RGBW矩阵的潜力,在图像传感器尺寸不变的情况下,与传统方法相比,可以提升8.6dB信噪比,解析力也提升1.7倍。
图像全链路的硬件都优秀,是最终影像优秀的必要条件。OPPO向来不吝啬在图像传感器研究上投入资源,其中与全球领先的CMOS图像传感器供应商索尼的合作堪称典范,Reno8上用到的两颗索尼图像传感器IMX766和IMX709,OPPO都参与到了索尼研发过程中。其中,用于前摄的RGBW传感器IMX709在发布时,马里亚纳X还未流片,但OPPO研发人员已经将马里亚纳X与IMX709的连接和适配要求提出了技术规范,这种深度定制,为OPPO带来手机整机性能优化的独家优势。
OPPO Reno8系列支持芯片级4K夜景视频、芯片级HDR视频、芯片级App相机增强这三大芯片级影像增强。
4K夜景视频,也被称作“纯净夜景”。马里亚纳X的AI计算单元能够像人眼观察世界的方式一样,准确识别画面中的噪点,并能做到逐一去除,这种更先进的去噪方式可以实现更清晰的夜景影响,而不像传统涂抹式降噪方法容易导致失真。
芯片级HDR视频,也被称作“通透逆光”。马里亚纳X的HDR融合能力很强,能够充分发挥后置摄像头的DOL- HDR特性。由马里亚纳X构成的这一套完整后置影像系统,可以应对4K视频录制情况,在录制视频时,其每一帧画面都来自明暗两帧的融合,从而带来大量的暗部与亮部细节。
在人像拍摄上,利用OPPO独家人像算法矩阵,可通过在马里亚纳X模块上运行AINR算法实现降噪,NPU经过大规模的人像照片学习,使AINR算法能完美区分图像中人脸区域和背景区域,进行针对性降噪处理,确保在降噪的同时最大化保留人脸面部细节;OPPO自研3A算法可实现更加精准的曝光、对焦和白平衡,使复杂光源下的肤色还原更真实,同时通过OPPO自研TMC算法,可针对人脸面部的局部区域进行单独立体调节,让五官的高光能够得以保留,双芯人像摄影系统中的超分辨算法,能够针对面部区域做清晰度的大幅提升,改善人脸模糊的难题。
在软件层面,OPPO Reno8系列支持原生肌理级自拍,从磨皮、美白、立体、亮眼和颈部优化5个维度,针对美颜效果进行全方位优化,基于OPPO自研3A算法与色温传感器,带来更加精准的肤色还原表现,同时将AI去瑕疵算法再次升级,可将毛孔、皱纹等瑕疵完美去除,同时还原真实皮肤纹理,实现精细化美颜。
自研芯片是超维度战争
在工业设计、电池技术、天线设计、外观等领域,Reno8系列都有值得关注的创新点,但自研芯片马里亚纳X上机无疑是最大亮点。与工业设计不同,芯片技术的改进往往难以用外观来呈现,但芯片又是手机功能创新中唯一可以脱离体积限制的方向,自研芯片能为整机厂商打开不同的竞争维度,更深程度上对芯片硬件和软件进行定制化开发,软硬件一体化开发的优势延续下去,将能建立起与竞争对手完全不同的护城河。