幾納米間風(fēng)云：手機(jī)攝影的制高點(diǎn)爭(zhēng)奪戰(zhàn)

今天，AI之于智能手機(jī)的必要性和重要性，已經(jīng)不言而喻，甚至出現(xiàn)了“無(wú)AI不手機(jī)攝影”的說(shuō)法。不過(guò)，當(dāng)越來(lái)越多的手機(jī)品牌和廠商開(kāi)始為攝影注入AI，原本被看作差異化能力的AI，似乎也演變成了一種同質(zhì)化的宣傳口徑。

在一片“亂花漸欲迷人眼”的AI叫囂聲中，哪些廠商手里握有真正的技術(shù)底牌和創(chuàng)新能力？究竟能夠給手機(jī)攝影帶來(lái)了哪些實(shí)質(zhì)性的提升？其中一個(gè)差異化的指標(biāo)可以是：是否有自研AI芯片。

這既是一種底層能力。作為AI落地的算力支撐，如果沒(méi)有芯片的支持，以及軟硬件協(xié)同，手機(jī)在跑影像算法時(shí)很容易出現(xiàn)算力不足、耗電量大、運(yùn)行緩慢、識(shí)別處理效果不理想等情況。

也是一種頂層優(yōu)勢(shì)。在全球范圍內(nèi)，擁有自研AI芯片意味著可以最大程度地發(fā)揮出硬件優(yōu)勢(shì)，讓影像功能與AI計(jì)算更好地結(jié)合，革新體驗(yàn)。具備芯片自研能力的蘋果、華為等，也是這一輪手機(jī)AI攝影的引領(lǐng)者，穩(wěn)穩(wěn)地占據(jù)高端市場(chǎng)份額。

眾所周知的芯片博弈，讓出了一大塊高端市場(chǎng)，吸引了諸多中國(guó)手機(jī)廠商競(jìng)逐?？扇缤^(guò)江之鯽的“高端化”戰(zhàn)略中，誰(shuí)又擁有“自研AI芯片”這種重量級(jí)的底牌呢？

這個(gè)節(jié)點(diǎn)，OPPO首款搭載自研影像專用 NPU 馬里亞納 MariSilicon X 的雙芯影像旗艦亮相，自然也就肩負(fù)了更多意味。

一方面，對(duì)于個(gè)人消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，全新的NPU芯片商用，帶來(lái)手機(jī)影像能力的升級(jí)，也將加速整個(gè)行業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新；

此外，如果國(guó)產(chǎn)廠商的自研芯片之路一直走不通，品牌高端化就無(wú)從談起，中國(guó)手機(jī)產(chǎn)業(yè)的局限就一日無(wú)法打開(kāi)。OPPO 在 3 年時(shí)間里完成了首款自研芯片的設(shè)計(jì)、研發(fā)、量產(chǎn)和商用，完成了從0到1的跨越。

中國(guó)手機(jī)廠商如何爭(zhēng)奪高端版圖中的制高點(diǎn)，今天我們就來(lái)講講，OPPO的冒險(xiǎn)與突圍。

戰(zhàn)場(chǎng)：影像能力與AI芯片的對(duì)峙

占領(lǐng)制高點(diǎn)，是很多戰(zhàn)爭(zhēng)中左右局勢(shì)的關(guān)鍵。比如著名的宋遼對(duì)峙，就在長(zhǎng)達(dá)幾十年的時(shí)間里，展開(kāi)了一場(chǎng)爭(zhēng)奪制高點(diǎn)的軍備競(jìng)賽，北宋修建料敵塔，大遼就趕緊修座更高的智度寺塔，接下來(lái)北宋又“后來(lái)居上”，修建了更高更大的開(kāi)元寺塔?？梢哉f(shuō)，爭(zhēng)奪制高點(diǎn)對(duì)軍事警戒起到了至關(guān)重要的作用。

如果將高端市場(chǎng)看作一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)，那么芯片就是當(dāng)之無(wú)愧的制高點(diǎn)，也是一個(gè)少有中國(guó)手機(jī)廠商能攻克的巨大痛點(diǎn)。

缺少自研AI芯片，至少在兩個(gè)方面埋下了隱患：

1.“爽感”無(wú)法即時(shí)滿足。在手機(jī)影像功能中引入AI，本質(zhì)目的是希望通過(guò)AI算力與算法的應(yīng)用，高效實(shí)時(shí)地進(jìn)行圖像處理，讓用戶在拍攝過(guò)程中就能夠感受到智能計(jì)算的魅力，按下快門的一刻就“大師附體”，但傳統(tǒng)芯片算力不足，需要將照片上傳到云端完成計(jì)算，這種延遲自然會(huì)影響用戶體驗(yàn)。而依靠CPU+GPU的傳統(tǒng)移動(dòng)運(yùn)算模式，處理AI任務(wù)比較吃力，增加了手機(jī)能耗。要在本地完成AI計(jì)算，解決方案當(dāng)然是引入NPU芯片來(lái)專門負(fù)責(zé)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算。

2.“差異感”無(wú)法實(shí)現(xiàn)。如今廠商熱衷搶首發(fā)，根源還是消費(fèi)者有差異化的需求，希望獲得新的體驗(yàn)。但依靠供應(yīng)鏈廠商的通用方案，不可能實(shí)現(xiàn)真正的差異化。只有自研芯片，才能真正打通垂直鏈路，從底層定義創(chuàng)新。登東山而小魯，登泰山而小天下，想要進(jìn)入高端市場(chǎng)，打開(kāi)“技術(shù)版圖”是毋庸置疑的發(fā)展方向。

OPPO想要攻下“自研芯片”已有三年之久，組建超萬(wàn)人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在2021 未來(lái)科技大會(huì)上，創(chuàng)始人陳明永還堅(jiān)定地表示，會(huì)持續(xù)投入資源搞自研芯片。

圍城：最強(qiáng)技術(shù)關(guān)隘，OPPO的遣兵調(diào)將

當(dāng)然，我們對(duì)中國(guó)手機(jī)廠商的芯片突圍也不用過(guò)于嚴(yán)苛?！盀槭裁床蛔约鹤鲂酒边@種問(wèn)題，類似于“為什么不上清華北大”，是因?yàn)椴幌矚g嗎？

芯片作為一種高門檻技術(shù)，放眼全球也就蘋果、華為、谷歌、英偉達(dá)、高通等少數(shù)企業(yè)跑通了。OPPO雖然建立一定的技術(shù)壁壘，但在自研芯片上還是個(gè)新人。面對(duì)這個(gè)最基礎(chǔ)、最具挑戰(zhàn)的領(lǐng)域，既要有啃下硬骨頭的自信，也要避免有勇無(wú)謀的莽撞和盲目投入。

剛剛亮相的OPPO首款自研影像專用NPU，讓我們可以看到OPPO如何在基礎(chǔ)芯片領(lǐng)域里排兵布陣：

第一顆棋子，放在了性能。浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算能力，也就是FLOPS(floating point operations per second每秒計(jì)算的浮點(diǎn)數(shù)目多少)，是衡量移動(dòng)AI芯片計(jì)算能力的關(guān)鍵指標(biāo)。OPPO的首款自研NPU馬里亞納 MariSilicon X芯片，采用了DSA專芯專用架構(gòu)，結(jié)合先進(jìn)的6nm工藝制程，能夠提供等效高達(dá) 18TOPS 的 AI 算力，可以幫助夜景視頻等AI任務(wù)擺脫算力不夠的桎梏。

第二顆棋子，放在了影像。作為一款影像專用NPU，馬里亞納 MariSilicon X芯片的加持，讓OPPO最新旗艦系列的視頻處理能力，通過(guò)AI實(shí)現(xiàn)了全面進(jìn)化。比如基于強(qiáng)大的算力，大幅提升了圖像處理速度，驅(qū)動(dòng)智能HDR融合算法的運(yùn)行，最終令畫面動(dòng)態(tài)范圍比Find X3 Pro提升了4倍，達(dá)到了驚人的20bit 120db（20TOPS）。

第三顆棋子，放在了算法。決定手機(jī)影像能力不只有硬件，還依賴于軟件算法與硬件的深度整合調(diào)教，想要做好影像旗艦體驗(yàn)，必須把整個(gè)影像鏈路上各個(gè)環(huán)節(jié)控制在自己手中，包括傳感器、芯片、算法等。此次OPPO Find X5 系列搭載的行業(yè)首個(gè)硬件級(jí)雙 OIS 防抖方案，就是算法與硬件的融合方案，硬件上的五軸防抖能應(yīng)對(duì)各種方向的運(yùn)動(dòng)軌跡。AI算法則對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行識(shí)別和精確降噪，軟硬結(jié)合帶來(lái)極致穩(wěn)定的視頻畫面。

第四顆棋子，放在了能耗。AI雖好，用一會(huì)兒電沒(méi)了可不能忍，因此AI芯片必須解決實(shí)時(shí)計(jì)算的耗能問(wèn)題。OPPO采用了SoC+NPU的“雙芯”模式，讓SoC集成芯片驍龍8 Gen1和AI處理單元馬里亞納 MariSilicon X，共同發(fā)揮作用，針對(duì)不同的任務(wù)類型各司其職，組成手機(jī)核心運(yùn)算的左右大腦，超低功耗的同時(shí)帶來(lái)極致的性能表現(xiàn)。

四枚棋子，分別點(diǎn)在了關(guān)鍵位置。當(dāng)這些技術(shù)關(guān)隘被一一解決，OPPO的手機(jī)影像突圍，也就如箭在弦。

沖鋒：AI影像的質(zhì)變與新武德

從技術(shù)革新性上看，OPPO的首款自研影像專用NPU確實(shí)突破了很多技術(shù)瓶頸，但比武就要講武德，最終還是靠實(shí)際效果來(lái)驗(yàn)證。

搭載馬里亞納 MariSilicon X的OPPO Find X5旗艦系列，在影像上有哪些差異？

研究之后，我認(rèn)為變化主要來(lái)自三個(gè)方便：

1. 現(xiàn)有能力的升級(jí)。

澎湃算力與軟硬件整合，帶來(lái)的是手機(jī)影像能力幾個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)的持續(xù)精進(jìn)。

更清晰，算力能夠支持流暢的數(shù)據(jù)計(jì)算，處理速度也大幅提升，每幀畫面均進(jìn)行像素級(jí) AI 降噪處理，讓夜景視頻從1080P 的畫質(zhì)走向4K清晰度。

更真實(shí)，不同于簡(jiǎn)單粗暴地疊濾鏡、加元素，自研芯片也為3A 算法的自研開(kāi)發(fā)提供了基礎(chǔ)，從而能夠針對(duì)性地去解決色彩問(wèn)題。在一些純色或大面積混淆色的情況下，帶來(lái)更準(zhǔn)確的還原，讓畫面更加真實(shí)。

2.從無(wú)到有的創(chuàng)新。

更強(qiáng)大的能力，也讓AI應(yīng)用創(chuàng)新有了開(kāi)發(fā)的土壤。OPPO Find X5旗艦系列的影像能力，就讓習(xí)慣了美顏、濾鏡、貼紙、AR等AI應(yīng)用的用戶，依然還能產(chǎn)生“原來(lái)還能這樣”的驚喜感，比如：

原來(lái)，不用在系統(tǒng)相機(jī)和第三方軟件之間反復(fù)橫跳，也能拍出高品質(zhì)畫面。

以往在使用社交軟件、娛樂(lè)應(yīng)用的拍攝功能時(shí)，畫質(zhì)都沒(méi)有系統(tǒng)相機(jī)的高清，很多人只能先用系統(tǒng)相機(jī)拍好，再上傳到第三方平臺(tái)上。而馬里亞納 MariSilicon X將復(fù)雜的計(jì)算前置在RAW域，可以直接輸出更準(zhǔn)確的原始圖像信息，避免了格式轉(zhuǎn)化帶來(lái)的畫質(zhì)折損。讓第三方軟件的拍攝效果不必再“將就”，減少了用戶的操作之苦。

3.專業(yè)攝影的強(qiáng)化。

計(jì)算攝影開(kāi)始處理越來(lái)越豐富的圖像任務(wù)，如何讓手機(jī)攝影表現(xiàn)出超越專業(yè)攝影的能力，還需要大量的巧思和創(chuàng)新。

OPPO Find X5系列中的行業(yè)首個(gè)雙 OIS 防抖方案，就實(shí)現(xiàn)了比電子防抖更強(qiáng)的能力。不靠穩(wěn)定器之類的“外掛”，也能拍出清楚的畫面。有多少同學(xué)和我一樣，手機(jī)拍照連把畫面拍清楚的及格線都很難達(dá)到，拍人物全是殘影，拍風(fēng)景都很朦朧，全靠穩(wěn)定器和防抖算法“搶救”呢。

這次OPPO想了個(gè)辦法，直接把“穩(wěn)定器”給內(nèi)置到手機(jī)里了，懸浮運(yùn)動(dòng)防抖技術(shù)通過(guò)硬件+算法，讓防抖一步到位。為了減少來(lái)自四面八方的抖動(dòng)，對(duì)幾種不同方向、不同幅度和頻率進(jìn)行拆解，再用算法將抖動(dòng)數(shù)據(jù)分配到鏡頭和傳感器兩個(gè)活動(dòng)組件上，然后通過(guò)馬達(dá)或記憶金屬帶動(dòng)鏡頭或傳感器產(chǎn)生位移，從而實(shí)現(xiàn)了雙重光學(xué)防抖的效果，提升畫面的清晰度。

這些影像體驗(yàn)的創(chuàng)新表明，自研AI芯片與算法的領(lǐng)先性，讓OPPO成為了一支對(duì)高端市場(chǎng)發(fā)起猛攻的隊(duì)伍。拿下芯片制高點(diǎn)，將成為高端品牌的“新武德”。

新大陸：下一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)的生態(tài)遐想

從發(fā)現(xiàn)芯片這一賽道，到手機(jī)影像的能力領(lǐng)先，毫無(wú)疑問(wèn)，OPPO選擇了最難走的一條路。而自研芯片的技術(shù)突破，如同內(nèi)燃機(jī)之于工業(yè)革命，會(huì)成為撬動(dòng)行業(yè)新格局的勝負(fù)手。

拿下制高點(diǎn)，OPPO接下來(lái)會(huì)怎么走？有幾種情況是很有可能發(fā)生的：

1.高端市場(chǎng)的不斷打開(kāi)。此前，一大部分讓出的高端市場(chǎng)份額被蘋果拿走，對(duì)于國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品才是打開(kāi)高端市場(chǎng)局面的核心武器。目前，中國(guó)有能力設(shè)計(jì)并量產(chǎn) 6nm 芯片的廠商只有 4 家，OPPO 是其一，這也使其有能力積極填補(bǔ)并卡位高端空窗期。此前，OPPO Find N憑借自研鉸鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)了幾乎隱痕的折疊屏效果，在高端檔位已經(jīng)初步打開(kāi)局面。根據(jù)BCI的數(shù)據(jù)，發(fā)布1個(gè)月全網(wǎng)預(yù)約量破百萬(wàn)，銷量在折疊屏品類占比超過(guò)20%。Find X5系列憑借自研芯片，將有機(jī)會(huì)進(jìn)一步打開(kāi)高端市場(chǎng)。

2.產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)的變化。很長(zhǎng)一段時(shí)間，國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商們對(duì)于手機(jī)創(chuàng)新都是亦步亦趨、跟風(fēng)頭部品牌，從曲面屏到AI攝影莫不如是，而隨著摩爾定律觸達(dá)天花板，想要拉開(kāi)差距必須提升底層軟硬件的研發(fā)能力，提高核心技術(shù)。OPPO多年研發(fā)投入已進(jìn)入了收獲期，其發(fā)明授權(quán)專利已經(jīng)連續(xù) 4 年排名全國(guó)企業(yè)前三，PCT 國(guó)際專利申請(qǐng)連續(xù) 3 年位列全球申請(qǐng)人排行榜前十，這些積累也在不斷轉(zhuǎn)化成創(chuàng)新成果，成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的原料和養(yǎng)分。

3.產(chǎn)業(yè)生態(tài)的良性發(fā)展。智能手機(jī)作為移動(dòng)終端設(shè)備的一大品類，也是最接近消費(fèi)者需求的入口，直接影響到芯片產(chǎn)業(yè)和開(kāi)發(fā)生態(tài)的培育。對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō)，面向終端市場(chǎng)，重點(diǎn)關(guān)注視頻超分、游戲高清化等領(lǐng)域的需求，提升移動(dòng)芯片設(shè)計(jì)能力，更容易實(shí)現(xiàn)從研發(fā)到商用的良性循環(huán)，進(jìn)而一步步茁壯。對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，自研、強(qiáng)大、開(kāi)放的AI芯片，也成為應(yīng)用創(chuàng)新的基座，能夠更好地釋放想象力。

不難看出，手機(jī)行業(yè)已經(jīng)走過(guò)了草莽階段，產(chǎn)業(yè)成熟期不是沒(méi)有創(chuàng)新，而是創(chuàng)新變得困難了，門檻更高了，解決技術(shù)深水區(qū)甚至無(wú)人區(qū)的問(wèn)題，才能許用戶和行業(yè)一個(gè)未來(lái)。OPPO作為一個(gè)沖鋒者，其功可欽。

歸根結(jié)底，OPPO自研芯片，其實(shí)是一個(gè)自問(wèn)自答：為什么要堅(jiān)持走最困難的路？答案是，搭建起從芯片到產(chǎn)品再到生態(tài)的閉環(huán)，建立沒(méi)有短板的能力壁壘，才能夠越過(guò)溝壑，抵達(dá)高端市場(chǎng)的新大陸。

中國(guó)人崇尚的境界，是會(huì)當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小。芯片是手機(jī)的制高點(diǎn)，更是中國(guó)廠商的時(shí)代舞臺(tái)，登上巔峰，才能看到更遠(yuǎn)處的風(fēng)景。

一顆小至納米級(jí)的芯片，是人類歷史上空間最小、戰(zhàn)況極其殘酷的戰(zhàn)場(chǎng)。AI帶來(lái)了一系列的風(fēng)云變幻，手機(jī)影像正在寫出更精彩的故事，而幸運(yùn)的是，扛旗者必有中國(guó)。