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热点丨OPPO首颗6nm自研NPU芯片或将改变芯片战局

2021-12-21 14:41
Ai芯天下
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前言:

定制化的传感器需要SoC做相应的配合,但大的SoC研发周期非常长,传感器需要的时间非常短,两者很难寻求平衡。

在通用芯片无法满足AI对计算影像在算力和能效上的需求时,自研专用的影像NPU是最好的答案。

作者 | 方文

图片来源 |  网 络

AI芯天下丨热点丨OPPO首颗6nm自研NPU芯片或将改变芯片战局

OPPO发布首颗6nm自研NPU芯片

12月14日,OPPO在未来科技大会上发布首款影像专用NPU芯片——马里亚纳MariSiliconX,采用台积电6nm先进制程工艺,预计将于明年一季度在高端旗舰FindX系列新品首发搭载。

并且由于市面上没有任何独立6nmNPU的参考设计,马里亚纳X从架构设计、核心IP设计、逻辑设计到物理设计均是OPPO自研。

有行业人士解释道,马里亚纳X是一个由ISP和AI加速器组成的NPU,包含MariLumi影像处理单元和MariNeuroAI计算单元。

与其他应用场景相比,手机计算影像是对算力要求最高的环节,所以芯片优化的方向应该聚焦影像。

在OPPO推出6nm芯片前,国产手机厂商中只有华为与台积电开展先进制程工艺合作并且量产。

OPPO创始人暨CEO陈明永在2019年指出,要成为世界一流的科技公司,除了产品创新之外,还要更关注核心技术的研发。

OPPO将在未来三年投入500亿元的研发资金,关注5G/6G、AI、AR、大数据等前沿技术,包括底层硬件核心技术以及软件工程和系统能力。

自2019年立项起,OPPO自研芯片经历两年多的酝酿,在2021年推出马里亚纳MariSiliconX芯片。

最初在12nm和6nm工艺技术上做评估时,12nm芯片无论是研发周期、基础IP的可获取性都好很多,但最后仍是选择了6nm工艺。

在做这颗芯片开发前,内部得出的结论是,即便有MariNeuro、MariLumi等自研的IP投入,用12nm也很难达到作为终端层面功耗性能极致的要求,因此认为是必须选择6nm。

AI芯天下丨热点丨OPPO首颗6nm自研NPU芯片或将改变芯片战局

四大核心技术亮点

①AI能效突破:这颗NPU带来了18TOPS的算力,超过苹果A15;运行OPPOAI降噪模型的速度是达到FindX3Pro(骁龙888)的20倍,能效达到40倍。

②20bit Ultra HDR:最高支持人眼级别的20bit Ultra HDR,能覆盖100万:1的最大亮度范围,是目前行业主流HDR能力(骁龙8、天玑9000)4倍。

③实时RAW计算:RAW域是计算影像的黄金点。马里亚纳X这次的做法是把计算完全前置,把YUV的简单算法,刷新成针对RAW的复杂的AI算法,这颗芯片是支持20bitRAW计算。

④RGBW Pro:通过双链路的设计和2xRAW计算,实现8.6dB信噪比和1.7倍解析力提升。让算法在NPU上做到性能的最大化和最优化,这也是OPPO作为手机终端厂商可以达到的差异化的点。

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今年已投资9家芯片公司

早在2017年12月,由OPPO 100%持股的上海瑾盛通信科技有限公司注册成立,这一公司被视为OPPO在半导体领域迈出的第一步。

2019年,OPPO正式成立芯片研发项目。虽然外界关于OPPO造芯传言不断,但OPPO方面从未公开回应。

直到去年,OPPO官方才首次公布了在芯片上的一些想法。

根据公开数据不完全统计,2021年以来,OPPO共投资项目22个,其中芯片公司有9家,占40%。

除了仟目激光之外,OPPO还投资了灵明光子、芯德半导体、芯爱科技、锐石创芯、唯捷创芯、威兆半导体等。

其中,灵明光子的光电3D传感(dToF)芯片,可用于智能手机、智能头显和智能家居设备;唯捷创芯是OPPO、小米、vivo等手机品牌的射频与高端模拟集成电路供应商。这些企业与OPPO的电子消费产业链都紧密相关。

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OPPO造芯刚起步

虽然OPPO推出了6nm的NPU芯片,但这并不意味着OPPO在芯片领域已经登堂入室,其实OPPO才刚刚起步,所谓的NPU芯片,其实就是手机SoC芯片中负责AI功能的部分。

毕竟研发SoC芯片需要投入大量的资金,且需要漫长的时间,即使强如华为海思,它也是历经十多年的努力,才在2014年通过麒麟910芯片得到了市场的认可。

NPU也被叫作做AI硬件处理单元,作用是处理海量的AI数据,提高手机的AI运算处理速度。

通俗一点说,NPU能让手机学习你的拍照习惯和喜好,让拍照[更聪明],让手机学习你的使用习惯,变得[更懂你]。

从目前掌握到的信息看,OPPO这枚自研NPU芯片是由台积电代工的。这样来看,这枚芯片和华为的海思麒麟芯片比较类似:OPPO负责芯片设计,台积电负责芯片生产。

由于OPPO不在美国芯片制裁的名单内,美国自然也不会限制和禁止台积电的代工行为,所以OPPO自研芯片的产能方面应该没有什么问题。

AI芯天下丨热点丨OPPO首颗6nm自研NPU芯片或将改变芯片战局

能否成为第二家海思?

从布局来看,OPPO目前的确有成长为第二家华为海思的潜力。

但就目前来看,OPPO与海思还不属于同一级别,无论是研发投入还是技术成果,OPPO都需要更多的时间来积累。

另一方面,研发是要讲市场、讲预算的一件事情,尤其是在半导体芯片市场,更是一局烧钱的游戏。

就目前来看,OPPO的确有成为下一家华为海思的潜力,但是,其过程,仍然需要继续投入大量的资金用于研发。

AI芯天下丨热点丨OPPO首颗6nm自研NPU芯片或将改变芯片战局

结尾:

华为自从被美国制裁后,海思麒麟芯片的研发就彻底停滞。不少人热切期盼国产手机芯片能尽快站起来,摆脱受制于人的局面。

总而言之,小米、vivo发布的ISP芯片以及OPPO的马里亚纳X,均是协处理器芯片。在自研芯片之路上,国产手机厂商仍需奋力奔跑。

部分资料参考:问芯Voice:《OPPO首颗6nm自研NPU芯片来了,自研芯片战局质变》,时代财经:《OPPO官宣6nm芯片,造芯团队已超2000人,但离“第二个海思”还很远》,创科数字:《OPPO发布6nm的自研芯片!对于OPPO来说,有着什么重大的意义》

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