題圖｜視覺中國

2022年的手機市場，是在一些吐槽中開始的。除了更強也更熱的處理器外，另一個常常被提起的現象，是今年第一批旗艦手機的影像配置，看起來像是在原地踏步——鮮少有升級傳感器的機型，還有些手機的超廣角相機改用了更小的CMOS，這可不太高級。

影像，是過去十年手機市場競争中最關鍵的賽場之一，曾經激烈的“内卷”讓手機的拍攝能力飛速提升，今天的市場格局也要仰賴各家品牌曾經在影像上投入的心血。今天影像硬件的突然減速，是廠商集體躺平、将市場拱手讓人了嗎？

常識告訴我們，不太可能是這樣。确實有一些現象表明，傳感器到了發展的平台期：

今天的底片尺寸，已經觸達了消費者對機身厚度、重量的極限。

超高像素的市場價值有限。

新架構的傳感器，潛能還沒有被完全發揮。

比如，近年來面對夜景需求，為了采集更多光信号，業界開始用RGBW排列替代原本的RGGB拜爾陣列。今天（2月24日）發布的OPPO Find X5，主攝與超廣角都采用的IMX766傳感器，就是一年多前由OPPO首發推出的RGBW傳感器，也被用在最新一代的華為P50 Pro上。由于排列發生變化，傳統的計算流程并不能發揮它超高寬容度的特性，系統适配、挖掘潛力，成了某種事實上的升級操作。

在市場與技術的共同作用下，消費者喜聞樂見的傳感器叠代的确慢下來了，但手機影像絕不僅僅是一塊CMOS。

工程上的創新也很重要，比如防抖或鏡頭結構。蘋果手機前年加入的傳感器位移防抖，而今天OPPO Find X5系列率先實現鏡頭 傳感器雙重懸浮防抖，支持五軸運動補償、±3°防抖與±0.7°旋轉防抖，最終實現0.5秒安全快門。

圖源：OPPO 官方微博

更重要的影像突破，則在算法和算力。典型案例還得看蘋果：多年不變的1200萬像素，而傳感器面積也曾在1/2.55英寸上停留超過三年，但算法與算力的提升，成了提升影像質量的答案。

實際上，随着光學的部分越來越接近物理極限，算法的工作，就成了這個階段的真正賽點。

問題和答案都在那裡

得益于社交網絡的發展，我們都越來越清楚什麼樣的照片、視頻是吸引人的。很多人喜歡昏暗的酒館裡的氛圍感，或者将夜景拍得恰到好處的自然影像。

當然了，今天的手機大概多少都能應付靜态的拍攝，它背後有一系列算法的支持——最初我們用多幀合成的方式去變相增加曝光時間，但今天的算法遠不止于此，從按下快門時刻的自動對焦、自動測光與自動白平衡（統稱為3A算法），到基于深度學習、逐年叠代的HDR，再到降噪和後期處理等等。

拍攝的場景越來越多，我們需要的算法種類也更多了。谷歌手機似乎從來不以硬件見長，但論算法可謂絕活，從單鏡頭拍長焦拍虛化，到用人工智能去除運動物體的模糊，都在算法的覆蓋範圍裡。

今天的算法當然還有顯著的提升空間。比如說，今天影像算法，往往都是處理已經被壓縮過的數據，而不是傳感器采集的原始數據，它計算的底子根本就是有損的；而另一個顯而易見的，是安卓在超高清夜景視頻方案上的無力，處理一張夜景照片需要幾秒鐘，但夜景視頻需要每秒處理三十張以上照片，想要計算攝影拍下更好看的視頻，就必然要損失分辨率，4K超高清與優化算法不可兼得。

這些問題為什麼沒有得到解決？就像攝像頭會遇上物理規律的瓶頸，算法也會遇到算法的瓶頸，那就是算力。

問題的答案在芯片。廠商們每年都在優化的影像算法，優化的終點就是自研芯片——在硬件不怎麼升級的幾年裡，蘋果用算法優化保持着影像水平的提升，而蘋果處理器新增了Bionic（仿生）的後綴，它代表神經網絡引擎，是承載逐年強大的計算攝影的關鍵。今年谷歌手機的“Tensor”SoC也是最新的自研成果，在這些芯片裡，既有傳統的中央處理器，也有計算攝影必須的人工智能核心和圖像處理核心（ISP）。

為了搞攝影，單獨給這兩個功能做一個“外挂”芯片行不行？當然可以，最早将手機影像作為突破口的OPPO，就打造了這樣一顆芯片，馬裡亞納 MariSilicon X。根據OPPO工程師的計算，如果要想實現像素級的圖像處理，需要10-50Tops的算力，于是馬裡亞納 MariSilicon X集成的自研神經網絡核心MariNeuro，最終的算力被定在了18Tops。

馬裡亞納® MariSilicon X

這個數字很大嗎？

看你怎麼比。今天一輛特斯拉汽車裝着兩顆人工智能芯片，總算力是144Tops，看起來是高了不少，但手機的尺寸不比汽車，在手機裡，18Tops已經是超越蘋果A15的總算力（15.8Tops）的強大算力。

手機算力不好做，因為手機并沒有那麼多的電力和散熱能力去揮霍，一味地拉高芯片頻率來刷數據沒有實用價值。實際上，馬裡亞納 MariSilicon X一共隻有1.8W功率，遠小于一顆手機SoC大約6-10W的功率上限，論單位功耗産生的算力，馬裡亞納 MariSilicon X數倍于傳統的計算架構，它一方面得益于“專芯專用”架構的高效，另一方面則是OPPO工程師設定功耗目标後，才決定用6nm先進制程去開發這顆全新的芯片。

OPPO做了這樣一個測試。在OPPO的夜景拍照中有一個效果不錯的算法，被應用在去年Find X3 Pro的夜景拍照場景中，在使用手機核心處理器運算時，隻能每秒拍攝2張照片，并使用1.7W的功耗進行計算；同樣的算法如果用馬裡亞納 MariSilicon X運算，則可以達到每秒處理40幀、總功耗僅為0.8W。

40fps的處理速度，已經足以用來實時處理全像素的視頻，而且功耗還低了一倍。

這隻是馬裡亞納 MariSilicon X的能力之一。得益于全自研的I/O與芯片内建的強大存儲，馬裡亞納 MariSilicon X還實現了對傳感器能力的全部潛力挖掘——直接計算原始數據、獲得更高的寬容度與信噪比、實現更好的HDR效果……在強大算力、自研算法的聯合作用下，安卓影像第一次有能力支持極限視頻規格：4K 20bit RAW AI Ultra HDR。

這其實就是今天手機影像提升的方式。我們抱怨硬件停滞，其實今天的硬件還大有作為；我們以為算法已經足夠強大，但其實還有更多算法在等着為我們的創意服務。

總之，得有芯片。

非要自研不可嗎？

在安卓影像領域，長期面臨着一個難題：傳感器、芯片、算法，這三個至關重要的環節，該怎麼擰到一起？

時間是錯配的，算法随時都在叠代，傳感器基本上逐年更新，而芯片的開發則是一項漫長的工作；它們的功能又是相互綁定的：通用的芯片要适應各種算法、算法要适應各種傳感器，為了實現這些兼容就要損失性能……

曾經，手機的芯片、傳感器、算法都是買來的。但當終端廠商擁有了自己的算法能力、傳感器定制開發能力後，必然需要通過自研來打通這個“不可能三角”。

自研的好處，一方面在于需求明确、能做到更合适的規格，另一方面則在于可以實現深度的定制，做到影像垂直鍊路的定制整合，打破算法、芯片與傳感器之間長期存在的協同問題，比如以最基本的3A算法為例，業界從芯片廠商采購的3A算法，導緻傳感器、芯片與算法的技術發展不同步，但自研算法 自研芯片，還有機會加入定制的光譜傳感器，才能做到更準确的還原。

所以說剩下的，就是一條更難走的道路。

在移動影像越來越接近物理極限的時候，自研芯片就成了提升影像質量、解決原有頑疾的必然之舉。在OPPO Find X5系列中，首次實裝的馬裡亞納 MariSilicon X芯片，也首次實現了極限的影像規格，這成了OPPO Find X5系列的關鍵競争力之一。

圖源：OPPO 官方微博

消費者期待旗艦手機，也許正是因為這些“第一次”帶來的技術突破——天馬行空的産品創意、業界領先的技術落地，旗艦手機就是試驗場，它代表的是未來的趨勢。這些創新必然源于需求，但想實現它們，仍然是一場冒險。

作為OPPO的正統旗艦，在Find系列“複活”後，我們陸續看到了一項項創新，比如雙軌潛望式升降模組、無痕折疊屏等工程突破，在它們背後，是精密加工與機械設計的貢獻；我們也看到了如全鍊路色彩優化等深入安卓底層的新技術，為整個安卓生态做出貢獻。

旗艦手機的創新，即使有些會止步于産品實驗，但更多将會引領趨勢，并成為行業的标配。

自研影像NPU，就是OPPO最新的冒險。盡管影像算力的重要性已經浮出水面，但想把它造出來、造得好，以及為它匹配自研算法，仍然需要艱難探索。

它的難度，可能遠大于此前OPPO任何一項創新。

馬裡亞納是地球上最深的地方，而根據OPPO透露，馬裡亞納 MariSilicon X從一開始，就把自己逼入了研發的深水區——根據計算，隻有用6nm這樣的先進制程，才能撐得起OPPO對計算量和功耗的要求，而業界并沒有這樣一顆6nm NPU核心IP設計可以借鑒，在流片（芯片的試生産）成功前，沒人知道它的設計是否成功、能否達到模拟出來的性能和功耗控制。

隻能靠自己了。2019年，OPPO創始人、CEO陳明永公開宣布，在未來三年裡要為技術研發投下500億，其中造芯的“馬裡亞納”計劃就是最重要的版圖之一。根據業界的信息，一顆6nm芯片流片，單次試驗費用就要超過1億元人民币，而為了這顆芯片，OPPO已經建立了幾千人規模的芯片團隊，并且是平均年薪過百萬的資深專家。

高投入之外，還有高風險。馬裡亞納 MariSilicon X是一顆DSA架構的芯片，這是一種特殊的ASIC芯片，它最大的特點是“專芯專用”，專門為某些算法服務，好處是空前強大的能效，但也意味着應用端被自我限制——一旦性能不達标，或者沒有看準消費者的需求，無法通過批量生産攤薄設計成本，失敗的專用芯片将付出巨大的成本。

這是一場賭局，也是OPPO建立核心技術、自研芯片萬裡長征的第一步。

今天看來，OPPO已經取得了階段性的勝利：從馬裡亞納 MariSilicon X流片一次成功、實現功耗與性能業界領先，再到完成算法調試，最終搭載在Find X5系列手機上，為消費者提供極緻的影像指标。

在行業探索的初期，馬裡亞納 MariSilicon X所承載的，不僅僅是滿足當下的需求，也能成為影像芯片領域的投石問路——架構、算力指标、軟硬件與傳感器的配合等等，馬裡亞納 MariSilicon的經驗，是行業的寶貴知識。

接下來呢？我們确信，這顆芯片将會出現在更多OPPO的手機上，為更廣泛的消費者賦能；OPPO的芯片之路也不會止步于此，高風險、高回報的賭注背後，是對自己成功率的信心。

自研芯片，非做不可。包括OPPO在内，幾乎每一家中國手機廠商都投身到這個領域，手機産業特别是移動影像領域，下一個十年的發展主幹道就在這裡。

曾經的硬件競賽，在長達十年的周期裡，為消費者創造出一代代出色的産品，但在其中，很多創新要歸功于産業鍊上遊的夥伴；今天，手機廠商們在更深層技術——比如自研影像芯片——投入了遠大于以往的精力和财力，也承擔前所未有的高風險。

這可能是手機廠商們動真格“卷”起來的起點。2022年的手機市場也會因為更多深入的研究，變得不再無聊。OPPO Find X5所搭載的馬裡亞納 MariSilicon X芯片，就是新年以來的第一場好戲。

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