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来源:MCU开发加油站发布时间:2022-12-151213浏览
询问 AI
OPPO自研芯片的一小步，也是本土产业的一大步！在今天召开的OPPO INNO DAY 2022上，OPPO第二款自研芯片正式发布！它就是MariSilicon Y，这是一颗旗舰级蓝牙音频SoC芯片，代表OPPO自研芯片能力更进一步提升，也标志着OPPO自研芯片拼图完成重要组成！它超强的性能也代表了本土蓝牙产业的突破！
在OPPO体验区，笔者体验了基于MariSilicon Y的蓝牙音频演示，只有两个字可以形容笔者的心情：震撼！这颗芯片不但支持最高规格的无损音乐播放，更可以实现无与伦比的计算音频体验！
MariSilicon Y技术突破意义重大
马里亚纳® MariSilicon Y是OPPO第二颗自研芯片。它有三个关键技术突破！凸显了OPPO在芯片设计上的突破！
（1）12Mbps全球最快蓝牙速率，突破传统蓝牙连接质量；
（2）高达590 GOPS最强算力NPU，用AI突破传统音频的计算范式；
（3）领先2代的N6RF制程工艺，突破蓝牙音频设备的能效标准。
首次将192kHz/24bit无损音频带入蓝牙设备，带来母带级的高品质音质的同时，也提供了更先锋的个性化音频体验。
我们来详细看看这三个指标的意义，首先是12Mbps全球最快蓝牙速率，我们都知道，自从1997年蓝牙标准发布以来，经过20多年的发展，蓝牙已经深入到我们生活的方方面面，大到汽车、电视，小到手机、耳机、遥控器，我们每天都处于无处不在的蓝牙连接环境中。据蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）公布的报告显示，过去5年（2017-2021）蓝牙累计出货量达到203亿，并且未来5年的复合增长率（CARG）还将维持在9%的稳定值。预计到2026年，蓝牙设备年出货量将首次突破70亿件！
目前，视频显示技术已经演进到8K超高清，但是在无线蓝牙领域，很多设备还在使用20多年前的经典蓝牙技术，2016年，蓝牙技术联盟发布蓝牙5.0标准，其中一项重大升级是将传统的1Mbps PHY（蓝牙物理带宽速率）升级到2Mbps。在今天最新的蓝牙5.3标准中，EDR（Enhanced Data Rate）支持的最大速率为3Mbps。但在真实场景的应用中，因为现实信号环境等复杂因素的影像，理论值最高3Mbps的速率，往往只能发挥一半，也就是1.5Mbps的实际速率。
目前，随着5G技术发展，无损音频日益受到追捧，但如果手机仅仅支持蓝牙5.3，以3Mbps的速度，是无法承载无损音频传输的数据量的：48kHz/24bit无损音频数据量=2.25Mbps；96kHz/24bit无损音频数据量=4.5Mbps；192kHz/24bit无损音频数据量=9Mbps。即使经过优秀的编解码技术压缩至一半的体积，目前蓝牙标准速率最多也只能传输48kHz/24bit的无损音频，对于更高品质的音乐则无能为力。
马里亚纳® MariSilicon Y通过私有协议实现了12Mbps超高速蓝牙速率，再加上定制研发性能领先的URLC无损编解码，首次实现了192kHz/24bit 无损音频的无线传输，让完美音质不被有线束缚，这不但是OPPO的一大突破，也是本土蓝牙产业的一大突破！
值得一提的是，这颗芯片还集成了OPPO自研的URLC（Ultra-Resolution Lossless Codec）音频编解码技术，它可将无损压缩率首次提升至50%，意味着同样的无损音频内容，URLC可以压缩至更小体积传输。URLC编解码协议配合12Mbps超高速蓝牙的设计，让物理硬件和软件编解码技术真正的合二为一，共同服务于无损音频的传输。
虽然目前市场上也有一些公司推出了无损编解码音频技术，但是一些其他编解码的采样率都低于URLC的192kHz， URLC是目前市面上唯二支持192kHz/24bit的编解码技术，另一个是ALAC。而目前主流的LHDC-V，无损编解码最高支持到48kHz/24bit；APTX-Lossless则支持44.1kHz/16bit的无损编解码。
可以说，马里亚纳® MariSilicon Y芯片所带来的独享体验，代表目前无线蓝牙耳机中最高规格的音频质量！
据悉，URLC编解码支持80kbps～10Mbps动态码率，相比通用方案，有更大的调节区间，这意味着在充满不确定性的外部环境中，马里亚纳® MariSilicon Y可以更精细地调节码率，确保音频传输的流畅性，既不会断连和卡顿，也不会大幅伤害音质。
此外，因为这颗芯片具备极高的兼容性，支持蓝牙5.3和LE Audio的LC3编解码，因此可以很好地兼容下一代所有支持LE Audio的设备。同时，马里亚纳® MariSilicon Y还支持LHDC、LDAC高清编解码，兼容传统OPPO产品和其他品牌产品时依然能够获得出色的音质。此外，马里亚纳® MariSilicon Y还兼容传统的SBC和AAC编解码，能够实现对传统蓝牙设备的的全面覆盖。这意味着，无论你使用什么设备，搭配马里亚纳® MariSilicon Y都可以获得优秀的音质。
最强NPU算力实现首个声音分离技术
在手机通过AI技术进入计算摄影时代后，计算音频时代也已经到来！我们看到OPPO第一颗自研芯片马里亚纳 MariSilicon X，通过AI计算，实现了性能更强的降噪处理，让实时的视频降噪首次达到了4K的清晰度，此外，马里亚纳 MariSilicon X 还通过AI实现了实时景深计算。传统景深计算需要通过至少2颗摄像头的双目测距判断举例，而AI可以在一颗摄像头的条件下，计算出准确的景深信息，实现更加自然，接近光学效果的视频虚化。
这一次，马里亚纳® MariSilicon Y开启了AI+计算音频时代！作为首个集成NPU单元的蓝牙音频SoC，马里亚纳® MariSilicon Y高性能NPU单元的算力达到了超前的590 GOPS。与之相比，马里亚纳® MariSilicon Y中集成的高性能DSP算力则为25 GOPS，这也是全行业性能最强的DSP之一（目前全球销量最高的耳机芯片的算力为9 GOPS）。超强的算力结合先进的AI算法，马里亚纳® MariSilicon Y有望创造全新的计算价值。590 GOPS高性能NPU具备以下三大优势：能效高：相比于传统DSP单元，NPU在运行AI算法时更加高效，实现事倍功半的效果。独立算力：独立的NPU设计，可以不依赖手机算力。计算能够实时在音频设备内的完成，降低因数据在耳机与手机之间传输所造成的延迟。兼容性高：590 GOPS的高算力，能够面向未来快速发展的AI音频应用持续提供充足的支持。能够持续提供可升级的功能。
有如此强大NPU的加持，就可以实现声音分离更“任性“的个性化听音方案，在今天的体验中，我体验到声音分离技术可以从一段完整的音频数据中，分离生成四条独立的音轨——人声、鼓声、贝斯、其他，传统上需要多轨的音频工程文件才能实现的事，现在AI可以针对任意一首普通的音乐文件轻松完成；分离之后可以实现自定义全景声，可以轻松改变音轨的位置，例如喜欢听人声的用户，可以将歌手的声音拉近，就像他/她在耳边吟唱。或者喜欢听贝斯的朋友，可以单独将贝斯的声音增强，并定位在舞台“C位“，专注欣赏其他的声音跟随贝斯而律动，自定义全景声极大满足了用户千人千面的听音标准，让听音乐不再只是被动的过程，而是一种主动的参与，太酷了！基于马里亚纳® MariSilicon Y的AI大算力音轨识别分离能力，可以无视音乐内容本身的格式，通过将音轨分离并重新定位渲染空间，能够将任意普通音频，实时转化成立体声、环绕声或者全景声，形成极具沉浸感的听觉体验。据悉，自定义全景声和万能全景声只是马里亚纳® MariSilicon Y对NPU和声音分离技术结合的第一次尝试，未来还有更多空间可以探索。比如，利用声音分离技术，提取人声和噪音，实现更加纯净的通话降噪效果；又如，利用声音分离技术对老电视剧的人物对话进行增强；或者是利用这一技术实现更加随时随地的卡拉OK体验。工艺大突破！全球最领先的N6RF制程工艺马里亚纳® MariSilicon Y率先应用的N6RF先进工艺！N6RF先进工艺，是全球TOP1的射频工艺，相比于逻辑芯片（如影像专用NPU-MariSilicon X，如苹果A16）的工艺已演进至4nm，甚至3nm制程。但射频芯片的制程工艺发展相对平缓，直至2021年，射频工艺首次演进至N6节点。马里亚纳® MariSilicon Y在6nm的基础上，进一步拓展至全球最先进的N6RF射频芯片工艺。这是OPPO首次应用全球最先进的工艺制程，意味着OPPO掌握了先进制程应用于射频系统的能力!目前，全球范围内已应用台积电N6RF先进制程工艺的只有苹果H2芯片、苹果S8芯片中的GPS模块和OPPO的马里亚纳® MariSilicon Y芯片。马里亚纳Y也是迄今为止制造工艺最先进的蓝牙SoC芯片之一。这个工艺的突破意义重大！首先，射频技术一直是芯片设计中皇冠上的明珠，最具挑战，一方面，射频设计需要长期经验积累，另一方面，工艺和封装会不对射频设计造成影响，例如RF CMOS技术中，噪声系数和线性度存在天然短板，只能通过电路结构和无法定量分析的隔离措施来缓解问题，OPPO这次使用的是也是台积电最新的射频工艺，马里亚纳® MariSilicon Y首次挑战射频芯片设计也为OPPO未来的芯片自研打下了坚实的基础！OPPO自研芯片渐入佳境
在去年12月14日的OPPO 未来科技大会上，OPPO正式发布了传言已久的第一颗自研芯片--马里亚纳® MariSilicon X，这颗由OPPO第一个自主设计、历时3年自主研发的影像专用NPU芯片，以超强的性能，领先的工艺开启了OPPO 高起点的造芯计划。详见《OPPO造芯，成了!》
马里亚纳® MariSilicon X有超过30亿个晶体管，采用的是6nm工艺，在工艺上属于全球领先，该芯片完全由OPPO独立开发，核心IP均自研，并且芯片做到了一次性流片成功！据悉，这一次，马里亚纳® MariSilicon Y也是一次流片成功！这在芯片设计领域是比较少见的！据笔者所知，即便强大如海思当年麒麟芯片也有没有点亮的案例，目前，很多本土整机厂商都在启动造芯计划，但是，如果手机厂商缺乏长期的规划和投入，就有可能让造芯虎头蛇尾！因为全球手机芯片平台厂商是不希望厂商自研芯片的，那样意味着未来自己的市场会被蚕食，加之这些芯片平台厂商都有大量的研发人才和长期的芯片设计积累，想要虎口夺食挑战非常大！但是手机厂商要实现差异化竞争，打造自己的独特的竞争力就必须从自研芯片上入手！在OPPO第一颗自研芯片发布后，很多人在猜测OPPO的自研芯片之路要如何走下去？不过随着马里亚纳® MariSilicon Y发布后，我已经隐约感受到了OPPO的造芯计划，原来OPPO在用拼图的方式完成自研芯片战略，今天，随着马里亚纳® MariSilicon Y，OPPO自研芯片完成了重要一块拼图！这就是连接部分！下一步，必然是围绕手机芯片平台展开！坊间传闻姜波在加入OPPO后就规划了OPPO 10年芯片自研战略，据传这个战略是姜波当初坐在只有两个人的办公室里手画出的，我认为这张图具有非常重大的历史意义，当OPPO自研芯片拼图完成的时候，把这张图拿出来对比看看就是姜波口中那句“长期主义、行胜于言！”的最好印证！
****** 直播预告******
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