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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“計算影像”領域的NPU。
而本次發(fā)布的馬里亞納Y，則是著眼于“計算音頻”領域，是一款旗艦級的藍牙音頻SoC。
從X到Y，從影像到音頻，從NPU到SoC，OPPO造芯的一盤大棋已經徐徐展開。
【1】
近幾年來，自研芯片已經成為每一家手機大廠的兵家必爭之地。
到目前為止，已經發(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”領域。
但這并不意味著，其他領域沒有機會。
OPPO此次率先布局的“計算音頻”，正是一個極具應用潛力的方向。
首先，它有廣闊的市場需求。
Luminate報告數據顯示，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)模更是達到了7.06億。
同時，“計算音頻”也正在越來越多領域，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，可以讓用戶在轉動頭部的時候，聲音獲得跟隨的效果，實現用戶與內容的獨特交互。
目前，全球的科技公司和研究機構，都已經在加速下一代的計算音頻探索。
比如谷歌，已經發(fā)布了全新的音頻生成框架AudioLM，只需要簡短的音頻樣本，就能學習生成逼真、高質量的語音和音樂。
在這些趨勢下，傳統(tǒng)的音頻硬件已經逐漸成為短板。
比如藍牙的傳輸速率。
基于強大的便捷性和低功耗優(yōu)勢，藍牙是手機音頻最主要的無線傳輸方式。
但目前的藍牙標準，在現實環(huán)境里基本無法傳輸高于48kHz/24bit品質的無損音頻。
同時，藍牙耳機的播放、EQ調整、編解碼等絕大部分音頻計算處理，都是通過DSP（數字信號處理器）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這樣的獨立藍牙音頻芯片。
而OPPO基于對用戶需求和應用場景的深入理解，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】
瞄準傳統(tǒng)藍牙音頻設備的痛點，馬里亞納Y實現了三大核心突破：
針對藍牙傳輸速率瓶頸：
馬里亞納Y通過自研技術，實現了12Mbps的全球最快藍牙速率。
怎么理解這個數據呢？
目前，最新的藍牙國際標準5.3，支持的最大理論速率僅有3Mbps。
聯發(fā)科最新推出的天璣9200平臺，藍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致的延遲和卡頓，用戶無法通過藍牙設備來欣賞這個質量的無損音樂。
而現在，馬里亞納Y的12Mbps的傳輸速率，第一次讓藍牙設備可以從容傳輸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OPPO芯片產品高級總監(jiān)姜波透露，馬里亞納Y中的藍牙模塊，從協議定義、架構設計、技術實現，乃至對其他低速藍牙協議的兼容，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:
作為首個在耳機側集成NPU單元的藍牙音頻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，算力也達到了25 GOPS，位于當前全行業(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備內實時完成，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音頻應用，音頻設備也有了持續(xù)升級的可能。
比如，依托強大的NPU，馬里亞納Y已經首次在音頻端側實現“聲音分離”技術。
該技術可以從一段完整的音頻數據中，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，而現在，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，將老音樂重新轉化為立體聲、環(huán)繞聲或者全景聲。
據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的AI算法，馬里亞納Y有望引領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牙芯片當中。
N6RF是目前全球最先進的射頻芯片工藝，能幫助射頻芯片減少33%的面積，能效提升更是高達66%。
得益于N6RF的制程，馬里亞納Y能夠令音頻設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手機收獲無數好評。
現在，馬里亞納Y，也可以用一張圖來總結它的顛覆：
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已經布局了三大核心底層技術：
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平臺。
“這三大技術是價值最高、最先進、也是難度最大的核心技術，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、以多端為載體、以智能云為大腦，“芯-端-云”三位一體，協同發(fā)展，從而實現算力融合與數據流轉，最終帶來一場“芯云一體、多端融合”的智能設備體驗革命。
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，但從前端設計、后端設計、IP設計、內存架構、ARM CPU設計方案、算法、到供應鏈流片，全部都是由OPPO自己的團隊完成的。
馬里亞納Y更是直接從影像領域跨到了音頻領域，從獨立的NPU單元擴展到了完整的SoC，甚至直接挑戰(zhàn)行業(yè)公認技術最先進、難度最高、風險也最高的N6RF射頻工藝制程，并取得成功。
即使對有著深厚芯片開發(fā)經驗的團隊，這些挑戰(zhàn)都具有極大風險。
但也正因如此，馬里亞納X和馬里亞納Y的成功完成，讓OPPO團隊擁有了一個完整的芯片開發(fā)體系，擁有了將先進制程工藝應用于射頻系統(tǒng)的能力。
一個簡單例子是，在馬里亞納Y中，也有NPU單元，但根據計算音頻和計算影像的需求差異，它的架構、吞吐量等設計都和馬里亞納X有所差異，這也體現了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，可能都會同時調動馬里亞納、潘塔納爾和安第斯的全面協同。
所以，前期對于芯片能力積累得越充分，未來構建完整體系的時候，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。
