萬里長征造芯路，OPPO邁出了第二步

OPPO造芯第二步，馬里亞納Y為什么是“計算音頻”？

12月14日，在OPPO INNO DAY 2022期間，OPPO正式發(fā)布了自己的第二款自研芯片：馬里亞納??MariSilicon Y（以下簡稱馬里亞納Y）。

在此之前，OPPO的第一款自研芯片馬里亞納X，發(fā)布于2021年12月，是一顆主要瞄準(zhǔn)“計算影像”領(lǐng)域的NPU。

而本次發(fā)布的馬里亞納Y，則是著眼于“計算音頻”領(lǐng)域，是一款旗艦級的藍(lán)牙音頻SoC。

從X到Y(jié)，從影像到音頻，從NPU到SoC，OPPO造芯的一盤大棋已經(jīng)徐徐展開。

【1】

近幾年來，自研芯片已經(jīng)成為每一家手機大廠的兵家必爭之地。

到目前為止，已經(jīng)發(fā)布的自研芯片，絕大部分都集中在研發(fā)入手容易，用戶需求迫切的“計算影像”領(lǐng)域。

但這并不意味著，其他領(lǐng)域沒有機會。

OPPO此次率先布局的“計算音頻”，正是一個極具應(yīng)用潛力的方向。

首先，它有廣闊的市場需求。

Luminate報告數(shù)據(jù)顯示，在2022年上半年，全球流媒體音樂同比增長了24.7%，而視頻流媒體播放增長了28.1%。

在中國，移動音樂用戶規(guī)模更是達(dá)到了7.06億。

同時，“計算音頻”也正在越來越多領(lǐng)域，為用戶創(chuàng)造前所未有的聲音體驗。

比如主動降噪功能，讓用戶可以根據(jù)所處的環(huán)境，選擇聲音體驗是隔離外界還是開放通透。

比如空間音頻創(chuàng)造的沉浸式體驗，可以讓用戶在轉(zhuǎn)動頭部的時候，聲音獲得跟隨的效果，實現(xiàn)用戶與內(nèi)容的獨特交互。

目前，全球的科技公司和研究機構(gòu)，都已經(jīng)在加速下一代的計算音頻探索。

比如谷歌，已經(jīng)發(fā)布了全新的音頻生成框架AudioLM，只需要簡短的音頻樣本，就能學(xué)習(xí)生成逼真、高質(zhì)量的語音和音樂。

在這些趨勢下，傳統(tǒng)的音頻硬件已經(jīng)逐漸成為短板。

比如藍(lán)牙的傳輸速率。

基于強大的便捷性和低功耗優(yōu)勢，藍(lán)牙是手機音頻最主要的無線傳輸方式。

但目前的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)實環(huán)境里基本無法傳輸高于48kHz/24bit品質(zhì)的無損音頻。

同時，藍(lán)牙耳機的播放、EQ調(diào)整、編解碼等絕大部分音頻計算處理，都是通過DSP（數(shù)字信號處理器）來完成，算力和功耗都無法為AI提供足夠支持。

上游芯片巨頭也已經(jīng)意識到這些問題，并通過優(yōu)化音頻芯片編解碼、提升無線傳輸速率、主控SoC向音頻開放賦能等方式，強化手機音頻體驗；比如高通推出了S5 Gen 2和S3 Gen 2這樣的獨立藍(lán)牙音頻芯片。

而OPPO基于對用戶需求和應(yīng)用場景的深入理解，專門研發(fā)推出了馬里亞納Y，或許意味著“計算音頻”將成為“計算影像”之后的下一個大潮流。

【2】

瞄準(zhǔn)傳統(tǒng)藍(lán)牙音頻設(shè)備的痛點，馬里亞納Y實現(xiàn)了三大核心突破：

針對藍(lán)牙傳輸速率瓶頸：

馬里亞納Y通過自研技術(shù)，實現(xiàn)了12Mbps的全球最快藍(lán)牙速率。

怎么理解這個數(shù)據(jù)呢？

目前，最新的藍(lán)牙國際標(biāo)準(zhǔn)5.3，支持的最大理論速率僅有3Mbps。

聯(lián)發(fā)科最新推出的天璣9200平臺，藍(lán)牙音頻傳輸速率的理論峰值，也只有8Mbps。

目前，192kHz/24bit是主流音樂平臺上，無損音樂的最高規(guī)格。但由于傳輸速率限制導(dǎo)致的延遲和卡頓，用戶無法通過藍(lán)牙設(shè)備來欣賞這個質(zhì)量的無損音樂。

而現(xiàn)在，馬里亞納Y的12Mbps的傳輸速率，第一次讓藍(lán)牙設(shè)備可以從容傳輸192kHz/24bit無損音頻，讓用戶獲得最巔峰的音樂體驗。

值得注意的是，據(jù)OPPO芯片產(chǎn)品高級總監(jiān)姜波透露，馬里亞納Y中的藍(lán)牙模塊，從協(xié)議定義、架構(gòu)設(shè)計、技術(shù)實現(xiàn)，乃至對其他低速藍(lán)牙協(xié)議的兼容，全部都是由OPPO自研完成的。

此外，馬里亞納Y也首次采用了OPPO自研的音頻編解碼技術(shù)URLC，將無損壓縮率首次提升至50%，并支持80Kbps～10Mbps動態(tài)碼率。

這意味著，它可以用更小的體積，傳輸更大的無損音樂文件，并在受到外部環(huán)境的信號干擾時，也能更好地確保流暢、穩(wěn)定。

針對計算音頻支撐乏力:

作為首個在耳機側(cè)集成NPU單元的藍(lán)牙音頻SoC，馬里亞納的算力堪稱恐怖。

僅僅是它的NPU單元算力，就達(dá)到了超前的590 GOPS（科技雜談注：1GOPS=每秒10億次計算）。

此外，馬里亞納Y集成的DSP單元，算力也達(dá)到了25 GOPS，位于當(dāng)前全行業(yè)性能最強之列。

一個更容易幫助我們理解的對比是，目前全球銷量最高的耳機芯片，算力只有9 GOPS。

即使對比目前最先進(jìn)的DSP單元，馬里亞納Y也能提供23倍以上的算力，以及16倍以上的計算能效。

這意味著，大量的計算工作可以在音頻設(shè)備內(nèi)實時完成，而不用在耳機與手機之間傳輸，從而最大限度降低延遲。

而且，面向未來更多的AI音頻應(yīng)用，音頻設(shè)備也有了持續(xù)升級的可能。

比如，依托強大的NPU，馬里亞納Y已經(jīng)首次在音頻端側(cè)實現(xiàn)“聲音分離”技術(shù)。

該技術(shù)可以從一段完整的音頻數(shù)據(jù)中，識別和分離人聲或其他特定樂器的聲音，并生成獨立的音軌。

過去，這樣的操作需要專業(yè)人士，通過多軌音頻工程才能實現(xiàn)，而現(xiàn)在，AI就可以幫助用戶輕松完成。

用戶可以自定義修改每一條音軌的音量，在虛擬聲音空間中的位置，自由定制只屬于自己的全景聲聽感；也可以無視音頻原本格式，將老音樂重新轉(zhuǎn)化為立體聲、環(huán)繞聲或者全景聲。

據(jù)OPPO透露，在目前階段，“聲音分離”最多可分離生成四條獨立音軌——人聲、鼓聲、貝斯、其他。

但顯然，這僅僅只是一個開始。

毫無疑問，有了超強的算力和先進(jìn)的AI算法，馬里亞納Y有望引領(lǐng)一場全新的計算音頻大潮。

針對功耗過高：

為了解決傳統(tǒng)低功耗藍(lán)牙音頻芯片大量存在的性能與功耗矛盾，馬里亞納Y率先將N6RF制程工藝引入到了藍(lán)牙芯片當(dāng)中。

N6RF是目前全球最先進(jìn)的射頻芯片工藝，能幫助射頻芯片減少33%的面積，能效提升更是高達(dá)66%。

得益于N6RF的制程，馬里亞納Y能夠令音頻設(shè)備在獲得更高性能的同時，兼得更低的能耗和更長的續(xù)航。

【3】

就目前來看，無論馬里亞納X，還是馬里亞納Y，都令人驚艷。

在此之前，馬里亞納X以傳統(tǒng)算法難以企及的強大能力，讓實時視頻首次達(dá)到了4K清晰度和實時景深計算，幫助首次搭載這顆芯片的OPPO Reno8手機收獲無數(shù)好評。

現(xiàn)在，馬里亞納Y，也可以用一張圖來總結(jié)它的顛覆：

但對于OPPO來說，它們都只是起點。

在12月14日的OPPO INNO DAY 2022上，OPPO副總裁、OPPO研究院院長劉暢表示，OPPO已經(jīng)布局了三大核心底層技術(shù)：

馬里亞納是自研芯片計劃，是OPPO面向未來的強勁性能心臟；

潘塔納爾是智慧跨端系統(tǒng)，是OPPO與合作伙伴協(xié)同創(chuàng)新的共用“中間件”；

安第斯是終端智能云，是OPPO面向未來的智慧大腦和智慧服務(wù)平臺。

“這三大技術(shù)是價值最高、最先進(jìn)、也是難度最大的核心技術(shù)，是OPPO必須啃下的硬骨頭?！眲痴f。

依托三大計劃，OPPO以芯片為基礎(chǔ)、以多端為載體、以智能云為大腦，“芯-端-云”三位一體，協(xié)同發(fā)展，從而實現(xiàn)算力融合與數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，最終帶來一場“芯云一體、多端融合”的智能設(shè)備體驗革命。

不久前，OPPO創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官陳明永也曾公開表態(tài)：“我們必須在底層硬件上有自己的能力，最重要的就是做好芯片?！?/p>

這意味著，在OPPO的造芯路上，馬里亞納X和馬里亞納Y只是漫漫長征路上的一個起點。

對OPPO來說，這兩顆芯片落地的最大價值，不僅僅在于大幅提升終端產(chǎn)品能力，更在于為后續(xù)的更多自研芯片趟出一條路。

研發(fā)芯片是一項投入極高、風(fēng)險極大的工程。OPPO甚至特意用地球最深海溝“馬里亞納”命名其芯片計劃，來體現(xiàn)自研芯片這項工程的艱難程度。

而兩年時間，OPPO以極其強大的魄力與實力，拿出了以上兩顆芯片。

其中挑戰(zhàn)之大，真的令人震憾。

馬里亞納X雖然只是一個獨立的NPU單元，但從前端設(shè)計、后端設(shè)計、IP設(shè)計、內(nèi)存架構(gòu)、ARM CPU設(shè)計方案、算法、到供應(yīng)鏈流片，全部都是由OPPO自己的團(tuán)隊完成的。

馬里亞納Y更是直接從影像領(lǐng)域跨到了音頻領(lǐng)域，從獨立的NPU單元擴(kuò)展到了完整的SoC，甚至直接挑戰(zhàn)行業(yè)公認(rèn)技術(shù)最先進(jìn)、難度最高、風(fēng)險也最高的N6RF射頻工藝制程，并取得成功。

即使對有著深厚芯片開發(fā)經(jīng)驗的團(tuán)隊，這些挑戰(zhàn)都具有極大風(fēng)險。

但也正因如此，馬里亞納X和馬里亞納Y的成功完成，讓OPPO團(tuán)隊擁有了一個完整的芯片開發(fā)體系，擁有了將先進(jìn)制程工藝應(yīng)用于射頻系統(tǒng)的能力。

一個簡單例子是，在馬里亞納Y中，也有NPU單元，但根據(jù)計算音頻和計算影像的需求差異，它的架構(gòu)、吞吐量等設(shè)計都和馬里亞納X有所差異，這也體現(xiàn)了OPPO對于芯片研發(fā)的理解深入。

對于以“芯云一體、多端融合”為未來目標(biāo)的OPPO來說，未來從芯片到跨端系統(tǒng)再到云，各個體系的交互將會越來越深入緊密。

到那時，一個普通用戶，在一個普通場景里的一個普通操作，可能都會同時調(diào)動馬里亞納、潘塔納爾和安第斯的全面協(xié)同。

所以，前期對于芯片能力積累得越充分，未來構(gòu)建完整體系的時候，就會越從容。

用陳明永的話來說就是，OPPO這盤棋，正在用一步步的本手積累妙手。

“好的芯片難做，我們做了，才能長期在用戶體驗上形成優(yōu)勢。這個過程不是那么輕松的，需要花時間，過程中還會有很多質(zhì)疑，但我們必須保持平常心，尊重客觀規(guī)律，一步一腳印走得扎扎實實?！标惷饔勒f。