PConline 2021智臻科技奖《年度科技突破》:马里亚纳X芯片

2022-01-10 12:25 出处:PConline原创 作者:Leo君 责任编辑:jiangjunjie

       在2021年12月,OPPO INNO DAY上发布了OPPO他们首款影像专用NPU芯片-马里亚纳X芯片,这也是全球首颗为影像而生的专用NPU芯片。是OPPO未来十年影像的开篇之作。因此2021年,PConline评选马里亚纳X芯片芯片为《年度科技突破》,恭喜马里亚纳X芯片

 年度科技突破:马里亚纳X芯片

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获奖理由:

       马里亚纳X芯片是DSA新黄金架构理念和6nm先进工艺制程下,OPPO首款影像专用NPU。它包括两大核心IP——MariNeuroAI计算单元,以及MariLumi影像处理单元,在提供空前强大的算力和能效比的同时,实现了视频处理的全面进化。展现了OPPO强大的技术积累,这也是马里亚纳X芯片能够获取殊荣的原因。

产品详情介绍:

       马里亚纳X芯片通过4大技术突破,空前强大的AI计算能效;领先行业的Ultra HDR;无损的实时RAW计算;最大化传感器能力的RGBW Pro。共同构成马里亚纳X芯片强大的性能。

       算力往往可以通过提升计算主频或者增加计算核心数量来粗暴的实现,而更具挑战的是在手机的功耗发热约束之下依然能够实现高算力,这就是能效比的重要性。马里亚纳X芯片 的能效比就达到了11.6 TOPS/W,这也是手机AI能效罕见地实现了双位数的每瓦性能,是手机NPU芯片AI能效新的里程碑。

       HDR是目前影像能力的关键指标之一,更大的动态范围意味着画面可以容纳更广的亮度范围。目前行业主流的HDR能力在16-18bit,但马里亚纳X芯片不满足于此,如何让画面的动态范围达到人眼级别的动态能力? 20bit的Ultra HDR等级覆盖的最大亮度范围可以达到100万比1,对影像处理单元的要求极高。

       马里亚纳X芯片集成的自研影像处理单元MariLumi针对视频流趋势进行了独特设计,能够流畅地面向4K规格的视频数据量进行计算。像素级的处理速度也让智能HDR融合算法可以在这颗单元的前端运行,最终令画面动态范围达到了惊人的20bit 120db(20 stops),相比OPPO Find X3 Pro提升4倍,达到20bit Ultra HDR超级动态范围。

       通过最强的HDR能力,OPPO可以将原来只属于白天的动态范围,首次拓展到在夜间视频上。相比OPPO Find X3来看,马里亚纳X芯片的画面更自然,动态能力甚至超越人眼极限。

马里亚纳X芯片

       RAW是原始数据的空间,这里承接的是从传感器直接数据的所有无损的数据量,有着更丰富的信息量和更大的数据量。但RAW域的图像信息是无法直接观看的,必须在RGB域“上色”,再输出到YUV域进行格式转化,最后生成JPEG/HEIF等可在屏幕上观看的格式。

       通过实时RAW计算,马里亚纳X芯片在影像数据的最前线就执行了高质量的计算,比如在这里的降噪计算就能最大化地修复本不应该出现的噪点,在这里的HDR也能够最大程度的还原不同亮度下的细节,这就意味着RAW域的原始图像信息拥有了更高品质。

       马里亚纳X芯片能够为整个链路带来最多8dB的信噪比提升,这意味着在YUV等待计算的通用平台,拿到的也是更优质的图像信息,就能够在后处理,比如色调映射、3A校准等基础计算实现更高质量的表现。

       传感器一直以来都是提升手机影像能力的关键技术点。可以看到,像素、尺寸、架构是目前行业内传感器发展的三个竞争焦点,而在阵列排列上,传统的RGGB quad bayer阵列仍然是行业主流。得益于自研的马里亚纳X芯片,OPPO可以释放定制传感器排列的全部潜力。

       以OPPO最新的RGBW传感器举例,因为特殊的像素排列方式,导致通用的平台是没有办法处理,所以我们在传感器内部自研了图像融合单元,使得RGBW传感器能够输出一路RGGB数据,以供通用平台处理。

       马里亚纳X芯片支持双链路处理,以及2倍的RAW超采样,可以让传感器同时输出RGGB和W,两路数据。然后对这两路数据分别进行处理,这样就发挥了RGBW像素排列全部的潜力。和RGBW标准版相比,RGBW Pro的信噪比,最多可以提升8.6dB信噪比,此外,因为对两路数据的超采样,还能够带来1.7倍解析力的提升。

       通过马里亚纳X芯片的RGBW Pro,我们能够最大化地利用每一种像素的信息,充分释放RGBW定制排列的全部潜力。

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