电子发烧友App
随着通信、芯片、AI等各类技术的快速发展，近年来我们在影音娱乐体验方面的一个突出感受，就是内容质量越来越高。 视频越来越清晰，迈向4K甚至8K时代，而曾经只在专业音乐爱好者之间流行的无损音频体验也开始逐渐大众化，被更多普通消费者所接触到。 但问题也随之而来：越来越高的内容质量，也反向对技术、设备提出了更高的要求。 即便是今天，我们在通勤的路上，想通过一副TWS蓝牙无线耳机聆听一首192kHz/24bit的无损音质歌曲，都是几乎不可能实现的。 我们需要找到一副有线耳机，甚至还需要外接编解码设备，才能最终实现高品质音乐的收听，体验远不够便捷。 这种设备与设备之间高质量内容的传输痛点，本质上还是底层技术存在瓶颈，没有实现打通。 说起设备协同互联的流畅体验，大家总会想到苹果，其实苹果正是因为实现了芯片、系统层面的全部自研，才最终让设备之间的流畅协同成为了现实。 包括OPPO、vivo、小米在内的国内手机厂商们近年来也在积极探索相似的路子，重视自研软硬件技术的打通，甚至一度掀起了自研芯片的热潮。 但最终潮水褪去，能够实现自研芯片大规模量产落地、取得良好反馈，并实现产品迭代的厂商，却不多。 就在今天的OPPO未来科技大会上，OPPO秀出了自家的第二颗自研芯片，一颗蓝牙音频SoC芯片马里亚纳 Y。
要知道，距离上次OPPO的首颗自研影像NPU马里亚纳 X发布，才过去了一年，OPPO在自研芯片这条赛道上的步速，显然已经超过了绝大部分同类企业。 不要小看这颗蓝牙音频SoC，实际上，马里亚纳 Y第一次让无损蓝牙音频体验成为了可能，不论是12Mbps的蓝牙传输速率、590 GOPS算力的NPU，还是领先行业2代的N6RF制程工艺，这颗小小的芯片都将蓝牙音频体验第一次推到了“无损时代”。
在OPPO的第二颗自研芯片发布之际，芯东西有幸与OPPO芯片研发团队相关负责人进行了一次两个多小时的深度交流，尝试挖掘马里亚纳 Y背后所攻克的关键技术难题，并探讨了OPPO对自研芯片的深入思考、底层逻辑以及长期战略。 01. 从马里亚纳 X到Y OPPO自研芯片扎入深水区
说到手机厂商自研芯片，很多人的第一反映或者疑问就是：到底靠不靠谱？ 很多厂商都在做自研芯片，这些芯片是面子工程、秀技术吗？还是真正“要一个猛子扎下去，做上个十年八年”的大事？ 不论业内有怎样的讨论，至少从OPPO的自研影像NPU马里亚纳 X到今天的自研蓝牙音频SoC马里亚纳 Y，我们能够看到OPPO芯片发展的清晰轨迹。 根据官方数据，从去年发布至今，OPPO马里亚纳 X的出货量已经达到了千万级，在Find X5、Reno8、Reno9系列这些主力热销产品中都已经大规模商用，后续还会有更多手机搭载这颗芯片。
据了解，目前业内对于这颗芯片的反馈都比较积极，也积累了良好的用户口碑，即使在一年之后，其技术特性在行业中依然能够处于领先位置。 从马里亚纳 X中，我们不难看出，OPPO的自研芯片绝不是面子工程，而是真正的做到了“从用户中来，到用户中去”的良性循环，并不断迭代向前。 实际上，身为“系统厂”的OPPO来做自研芯片，优势就在于此：OPPO对于用户场景的理解会优于传统芯片设计厂商，对于芯片性能的取舍，可以更好地把握优先级。而在芯片完成后，团队则可以根据用户反馈来对其进行迭代升级。 OPPO芯片产品高级总监姜波告诉芯东西，马里亚纳 X虽然是一颗协处理器，但总线架构到完整系统的设计、芯片的实现、前端后端整个的设计，OPPO积累了大量的技术和经验。更为关键的是，马里亚纳 X加速了OPPO内部垂直整合的体系化和进程。 马里亚纳 X之后，OPPO决定在自研芯片的深水区再进一步，推出了旗舰蓝牙音频SoC芯片马里亚纳 Y。 实际上，选择发力蓝牙音频领域的原因也很简单，就是因为该领域的用户痛点十分明显，而OPPO自研芯片的核心目的，正是改善用户体验。 当下中国移动音乐用户已经超过了7亿人，这样庞大的内容消费量级，也催生了对高质量音频体验的需求，无损音频、计算音频的已经逐渐走入大众视野，而随着AI技术、环境感知、自然语义处理等技术融入计算音频领域，更具个性化的声音体验也呼之欲出。 但现在的蓝牙音频芯片，实际上很难满足这一系列新增的需求，此时，就需要有人突破行业的天花板，将产业的发展更快地带向下个时代，从而解决这些突出的痛点。这一次，这个人正是OPPO。 02. 做一颗蓝牙音频SoC芯片有多难？ 突破行业天花板，解决四大“从0到1”难题
虽然马里亚纳 Y看起来只是一颗蓝牙音频芯片，但实际上，它与传统蓝牙芯片完全不同。 马里亚纳 Y是一颗独立的SoC，就如同手机SoC芯片一样，它可以独立驱动一台音频设备，比如一副TWS耳机或一台智能音箱。 深度到马里亚纳 Y的架构中，我们能看到，它包含诸多模块，从蓝牙、高性能DSP、超高算力NPU再到射频模块，可以说是“麻雀虽小五脏俱全”，这也证明了，OPPO已经具备了SoC芯片解决方案的设计能力。
正如前文所说，OPPO做自研芯片就是瞄着用户痛点去的，那么马里亚纳 Y核心到底要解决什么问题，这其中的难点又在哪里呢？ 在深入挖掘马里亚纳 Y的技术特性时，有四大方面升级给我留下了比较深刻的印象，这四方面的技术升级从某种程度上来说也是助推OPPO突破蓝牙音频体验瓶颈的关键利器。
1、解决192kHz/24bit无损音频的无线化难题
提到无线传输，目前应用最广泛的连接技术非蓝牙莫属，过去五年里，蓝牙设备出货量已经达到了203亿台，但蓝牙的优势在于低功耗和灵活性，其峰值数据传输速率直到最新的蓝牙5.3标准，也仅有3Mbps，而实际应用中的速率仅有一半左右，大约为1.5Mbps。 我们反复提及的“192kHz/24bit”，是一组形容音频规格的数据，我们可以简单理解为，192kHz/24bit代表了目前最高规格的无损音频，而传输这种质量的音频，所需要的传输速率至少为9Mbps。 也就是说，蓝牙的峰值速率，与高质量无损音频的传输需求之间，存在较大鸿沟。 为此OPPO自研了最高速率12Mbps的蓝牙传输技术，第一次实现了高质量无损音频的“传输自由”。
值得一提的是，在4倍于标准蓝牙速率、1.5倍于2022年旗舰手机SoC芯片蓝牙速率的基础上，OPPO还自研了高性能的编解码技术URLC，而这项技术是专门为12Mbps超高速蓝牙定制的。 简单理解，URLC技术可以将音频压缩到更小的体积，从而提升无损音频的传输效率。此前如FLAC、ALAC这些传统蓝牙编解码技术只能做到70%左右的压缩率，而OPPO的URLC定制音频编解码技术则可以将无损压缩率提升至50%。 此外，URLC编解码还支持80Kbps-10Mbps的动态码率，这就意味着，即使在比较复杂的使用场景中，马里亚纳 X也可以精细地调节传输码率，从而确保音频传输的流畅性，反映在用户体验上，就是恼人的断连、卡顿会更少。
2、突破数据传输瓶颈之上，解决个性化音频需求难题
如今AI已经深度融入了手机的各个方面，从性能、视频、拍照、游戏到通信，比如马里亚纳 X通过AI计算实现了4K视频拍摄的实时降噪，通过AI计算让手机凭借一颗摄像头也能实现接近双摄光学虚化效果的视频拍摄体验。 但在音频领域，AI的融入显然稍慢了一些。 虽然当下大火的空间音频功能、主动降噪功能以及人耳自适应动态音频调整等功能，都涉及到“计算音频”，但目前音频的绝大部分计算处理都是通过DSP（数字信号处理器）来完成的，包括音乐的播放、编解码。 比如空间音频功能，就是通过DSP来实现3D空间的渲染，再结合传感器的头部位置数据，实现头转跟随的效果。 在这样的行业大背景下，OPPO成为了第一个吃螃蟹的人，他们在马里亚纳 Y中集成了一个高性能的NPU单元，第一次让AI与计算音频实现了深度融合。
这个NPU单元的算力最高能够达到590 GOPS，同时马里亚纳 Y中的DSP算力也做到了25 GOPS，相比之下，目前全球销量最高的耳机芯片的算力仅为9 GOPS左右。 众所周知，NPU相比于传统DSP单元，运行AI算法时更加高效，可以说是事半功倍，而这个独立NPU的加入，也让音频计算可以不依赖手机SoC，实时地在设备内运行，降低了数据在耳机与手机之间传输所带来的延迟。 姜波在交流中特别提到，针对音频的NPU架构设计，与针对视频的NPU架构设计是完全不同的，因此团队在自研芯片IP架构方面也做了很多工作。 依托NPU过硬的算力基础，马里亚纳 Y第一次实现了音频在端侧的声音分离。 简单来说，我们可以将音频中的不同音轨进行“自定义”修改，比如我们喜欢听人声，就可以将歌手的声音拉近，这样听起来的效果，就像他们在我们耳边歌唱一样。 此外，得益于声音分离技术，我们能够通过音轨分离、重新定位渲染空间等功能，将一些复有年代感的怀旧的作品实时转化成立体声、环绕声或者全景声的音频内容，这样的便捷体验在过去是完全无法想象的。
3、紧跟先进工艺，突破传统蓝牙音频芯片能效比天花板
提到芯片设计，一个避不开的话题就是工艺制程的选择，而此次马里亚纳 Y所采用的台积电最新N6RF射频工艺，正是其核心优势之一。
提到芯片制程工艺，我们通常会想到7nm、5nm、4nm，甚至是3nm，实际上，相比于智能手机SoC芯片所使用的工艺，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。 要知道，目前全球范围内，用上台积电N6RF先进制程工艺的只有苹果的H2芯片、苹果S8芯片中的GPS模块和此次OPPO发布的马里亚纳 Y。 据姜波介绍，台积电去年6月才宣布推出这一工艺，而今年OPPO就已经将其用在了自研芯片里并成功商用落地。在这背后，OPPO早在台积电对外发布该工艺前一年就开始双方的合作对接了。 在这个过程中，OPPO的芯片研发团队需要测试工艺的特性，更好地掌握这一工艺，这需要有过硬的中后端能力，这方面OPPO的团队是很有经验的。 能够第一时间掌握行业中最先进的工艺，并应用于芯片之中，这既是马里亚纳 Y出色能效比表现的基础，也是OPPO研发团队实力，以及与台积电紧密合作关系的体现。
4、翻过射频芯片设计这座“大山”
最后，OPPO在射频芯片领域的突破也值得关注，正如行业中共识的那样，射频芯片一直被认为是芯片设计中的一座大山，也是最具挑战性的一个领域。 姜波形象地说道，“做射频的就像是老师傅和手艺人一样，要是靠经验摸索去设计，如果没有这样的积累和积淀是很难做得非常好的。” 在射频芯片设计中，各种指标的均衡没有定论，很多指标的性能要求都需要挑战工艺极限，或者设计创新性的电路结构，这非常考验研发设计人员的经验积累。 另一方面，还有工艺和封装的客观限制因素增加难度，比如RF CMOS技术中，噪声系数和线性度存在天然短板，设计人员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这次使用的是台积电最新的射频工艺，客观上来说也是“摸着石头过河”，因此每一步都必须走得非常小心谨慎。 总体来看，马里亚纳 Y在蓝牙音频芯片的不少关键技术上都有开创性的探索和突破，在蓝牙传输、AI计算音频、射频等领域实现了“从0到1”的技术创新。 在这些技术特性的加持下，马里亚纳 Y真正解决了当下蓝牙音频领域的用户痛点，让无线化享受高质量无损音频内容成为了可能，而只有这种端与端之间底层的技术打通，才能实现更高质量的用户体验。
03. 一次边界的突破 为万物互融生态奠定底层能力
从马里亚纳 Y这些核心特性和技术突破中我们可以想象，做这样一款在行业中从0到1的芯片，其难度之高。OPPO是真的在自研芯片的深水区中坚定地扎了下去，并越潜越深。 通过与OPPO芯片研发团队的深度交流，我们进一步了解到了OPPO为什么要做这颗马里亚纳 Y，以及这背后的更深层次意义。 姜波坦言，从商业角度来看，采用三方芯片的确更加节约成本，但是马里亚纳 Y这颗芯片背后所代表的自研能力，才是真正无法通过三方芯片获取的。 去年，OPPO的马里亚纳 X主要聚焦影像方面的体验升级，而此次的马里亚纳 Y则聚焦于音频体验的改善。从影像到音频，是技术能力边界的进一步拓展和变化，是对新领域技术的一次探索。 马里亚纳 Y作为OPPO首个SoC芯片解决方案，标志着OPPO首次进入了连接芯片设计的领域，具备了蓝牙连接的软硬件全套能力，这也意味着OPPO首次具备了“计算+连接”能力的蓝牙SoC平台设计能力。 其次，当我们将目光放得更远时会发现，面向未来的“万物互融”时代，这样的自研芯片能力还有更广阔的想象空间，可以成为技术基座般的存在。 实际上，OPPO这种端对端的连接技术，是硬件能力里面非常重要的基础性技术，在OPPO强调“万物互融”的大方向下，未来他们必定还会在短距通信、端到端体验方面做更多探索和改进，这种“基础能力”是OPPO必须要掌握的。 未来，各类智能设备的协同、交互，各类智能化体验的打通，已经是必然大趋势，今天几乎所有智能手机厂商都已经转型为“智能软硬件生态”厂商，而在这其中，OPPO显然在软硬件自研技术方面走在了前列。 随着此次大会上OPPO安第斯智能云的发布，OPPO硬件（马里亚纳自研芯片）、软件（潘塔纳尔跨端系统）和服务（安第斯智能云）的布局已经正式完成。而“芯云一体、多端融合”也必然会成为OPPO这家科技巨头面对未来竞争时核心优势。 此时自研芯片版图的拓展、在更多智能硬件领域的落地，其重要性可想而知，这种底层能力的不断巩固、扩展、垂直整合，为万物互融的实现奠定了基础。
04. 三年攻坚秀出双芯，死磕自研 用长期主义啃芯片硬骨头
不论是马里亚纳 X还是马里亚纳 Y，两款自研芯片从规格特性、技术前瞻性亦或是制程制程方面，都走在了行业前列，甚至填补了不少所在领域的空白，这背后，我们能清楚地看到OPPO希望长期布局自研芯片的决心。 从2019年11月开始，OPPO自研芯片团队正式成立并立项，一年后的12月14日，第一款自研芯片马里亚纳X杀入了影像赛道，而今天，立项三年，OPPO已经交出了第二款自研芯片产品。 其实除了影像、蓝牙音频，OPPO还在多年前就实现了快充全链路芯片自主定义、自主研发设计，这也是OPPO在手机快充技术上一直能够保持领先的根本原因之一。 据了解，目前OPPO的芯片研发团队规模已经发展到了2000人以上，根据业内信息，OPPO此前招集了芯片设计领域的诸多“精兵强将”，在人才的挖掘上不遗余力。 正如OPPO所说，他们是在用“十年磨一剑”的心态去做芯片。 今天，OPPO未来科技大会已经走过三届，在2019年的第一届大会上，OPPO创始人兼CEO陈明永提出了“万物互融”的概念，并宣布OPPO未来三年将投入500亿元来布局“万物互融”生态的研发。 从那时起，OPPO自研芯片就已经成为自研技术日程表上的重要一环。 在2020年的未来科技大会上，OPPO提出了“3+N+X”的 战略，其中3代表的三大基础技术，分别是硬件、软件和服务基础技术，正对应了今天我们看到的马里亚纳自研芯片、潘塔纳尔跨终端系统和安第斯智能云。 当然，在做自研芯片这条路上，OPPO必然还会遇到更多挑战，在马里亚纳 X影像NPU、马里亚纳 Y蓝牙音频SoC之后，还会有更多技术空白需要OPPO去填补。 业内曾经有这样一种说法，做自研芯片是“九死一生”，但在与OPPO芯片研发团队的交流中，我能明显感受到，OPPO的心态是非常积极的。 在OPPO看来，做自研芯片，他们会始终保持一颗“平常心”，因为他们知道这必定会是一场“持久战”，做自研芯片既不会轻而易举，但也不会无路可走。 “给用户提供价值”既是OPPO做自研芯片的起点，无疑也会成为他们做自研芯片的最佳终点。
05. 从影像NPU到蓝牙音频SoC OPPO自研芯片驶上快车道
从马里亚纳 X到今天的马里亚纳 Y，OPPO自研芯片的技术实力进一步提升，在诸多领域实现了关键技术突破，OPPO自研芯片的技术边界得到拓展，也为未来的互融生态打下了良好的基础。 当下，OPPO的核心技术布局基本完成，软硬一体、多端融合的态势其实也对厂商自身的硬核技术能力提出了更高的要求。 自研芯片对于手机厂商的重要性愈发凸显，尤其是专用自研芯片，在特定领域性能、功耗方面的优势是传统通用芯片无法相比的，未来智能设备的连接不断强化，自研芯片能力无疑会扮演越来越重要的角色，甚至左右战局、市场格局。 未来，无论AI厂商、手机厂商亦或是互联网厂商，自研芯片仍将是各家科技公司的核心战场，OPPO的马里亚纳 Y芯片首次落地会带来怎样的表现，OPPO自研芯片还能在马里亚纳下潜多少，我们拭目以待。
编辑：黄飞
工商网监
评论