889
一周前，OPPO召开了未来科技大会。会上最重磅的发布，就是发布了他们的第二代自研芯片：马里亚纳MariSilicon Y。去年OPPO发布第一代自研芯片的时候，我就做过深入解读，当时他们做的是一颗影像专用NPU芯片。这个芯片做的很成功，性能指标不错、战略意义也很大，所以很多人其实都非常期待今年的第二代芯片的发布，大家也在猜想，这次OPPO会不会进军手机处理器芯片。
不过出乎很多人意料的是，这一代芯片竟然只是一个放在耳机里的、看起来貌似「平平无奇」的蓝牙音频芯片。
事实上，大会之前我也和OPPO的芯片团队做过深入交流，他们也非常坦诚和明确的表示，如果单从商业角度来看，做这颗芯片的投入产出肯定是不划算的。我翻译一下，就是做这颗芯片是赔钱的，毕竟市面上并不缺少蓝牙和音频芯片的解决方案。
那么问题就来了，一个智能手机里有大大小小几十颗芯片，OPPO到底是基于怎样的考虑，放着手机里大量的核心芯片不做，而要花大力气去做一个放在耳机里的小小芯片呢？
OPPO肯定没疯，这次选择做蓝牙音频芯片也并不是随意的选择，而是基于两个主要原因。从表面上看，音乐和音频一直是智能手机这些移动终端用户的核心需求，计算音频也成为未来发展比较确定的趋势。OPPO这颗马里亚纳Y芯片，也是从用户需求出发的理智选择。
但更重要的是，我深挖了一下OPPO造芯的过程，再结合前一颗芯片的产生和定位，其实就能发现，这颗芯片是OPPO构建完整芯片设计能力的关键试验，有点醉翁之意不在酒的那个味儿了。
接下来，我们就来深入分析一下OPPO第二颗自研芯片背后的本质逻辑。
OPPO造芯回顾
为了理解OPPO为什么要做这颗蓝牙音频芯片，我们需要首先来回顾一下他们的造芯历程。去年我们深入解读过，OPPO的第一颗自研芯片叫马里亚纳MariSilicon X。总结一下，它是一个智能影像芯片，集成了图形图像处理器ISP和AI加速器NPU，采用了6纳米工艺制造，AI峰值算力能达到每秒18万亿次。不管你能不能看懂，都可以理解成这颗芯片性能很高，实际应用在手机里进行双芯拍摄，对影像效果也有立竿见影的提升。
关键是这颗芯片的名字取得很妙，马里亚纳海沟是世界上水最深的地方。当时我们就说过，自研芯片的水很深，一般人把握不住。但OPPO直接用马里亚纳来命名，内涵非常丰富，说明他们明知水很深，却非要蹚一蹚。当时他们在发布里也说，其实很清楚自研芯片的难度，往前走的每一步都很有挑战。
从2019年起，OPPO要做自研芯片当时在业界几乎是人尽皆知，已经是公开的秘密了，OPPO也组建起了规模庞大的芯片团队，甚至还传出给应届生开出了超过40w的总包待遇，当时还一度冲上了热搜。面对这种热度，人们也肯定在期待OPPO的第一颗芯片，会不会是手机里最关键的处理器芯片。但出人意料的是，OPPO选择了比较「偏门」的影像NPU芯片。原因很简单，影像是他们的用户最关心的关键需求，也是最能直观提升影像体验的方案。
一颗好的影像芯片，不仅能给用户带来优秀的拍摄体验，还能给处理器减负，从而让系统变的更加流畅，实现了DSA也就是领域专用的专心专用的理念。所以OPPO的这个双芯策略一经推出就获得成功。
一年过去了，OPPO发布的第二颗自研芯片同样出乎很多人的意料，至少我在得知他们做的是蓝牙音频芯片的时候，心里是有很多问号的。
音频芯片：为需求而生
前面说过，OPPO自研蓝牙音频芯片有两层原因，我们先说第一层，那就是为了用户的需求。作为音频来说，它一直都是智能手机甚至是手机的核心功能。十几年前我上大学的时候，有一个索爱的音乐手机是很多人的梦想。就算是现在视频影像、游戏等其他功能纷纷成为智能手机的核心应用，但音频仍然是这些应用的重要组成。有话说的好：没声音，再好的戏也出不来。
当然了，音频和音乐本身也在不断进化。Luminate 2022年上半年报告显示，全球流媒体音乐同比增长了24.7%，视频流媒体播放增长28.1%。QuestMobile 2022上半年报告也有数据表明，中国移动音乐用户规模已达到庞大的7.06亿。
如此庞大的用户基数，必然产生大量的需求，并由此不断推动在线音乐平台曲库数量持续增长。国内两大音乐app网易云音乐和腾讯音乐，在2021年一季度的曲库数量是5500万，而2021年底就增长到1.4亿，增幅达到150%以上。
随着音频市场的增长，蓝牙耳机也已经成为很多人的刚需和标配。而TWS耳机，也就是真无线立体声耳机，也称为最近几年终端市场增长的爆发点。
不过和几年前的无线耳机相比，现在的TWS耳机早就不是只用来听个响了。人们也越来越追求高保真和无损音质。根据《2022音频产品使用现状调研报告》显示，超过58%的受访者表示希望获得高解析度或无损音质。61%的消费者希望获得比MP3更好的音质，包括CD音质（44.1KHz/16bit）、高解析音质（高于96KHz/24bit）、无损音质。此外，有66%消费者认为无损音质会决定他们是否购买设备。
有需求，就有供给。越来越多的曲库和在线音乐平台都在加速升级曲库质量，比如我全球最大的流媒体音乐平台Spotify，已经宣布即将推出Spotify HiFi服务，提供高品质无损音乐；Apple Music目前也有超过7500万首无损音频；国内腾讯音乐旗下的QQ音乐、酷狗、酷我音乐，也提供了Hi-Res高解析音频和无损压缩音频；网易云音乐也在2022年正式上线Hi-Res专区。
说了这么多，其实就是想说一件事，那就是无损音频已经从小众发烧友体验，慢慢走向了大众化。只要你的耳机和播放设备能支持，平台早就提供了这些无损音频了。
除了前面说的两点，智能音频和计算音频也在最近几年迅猛发展。最典型的有两个应用：主动降噪和空间音频。当我第一次戴上大法的降噪耳机的时候，感觉世界都清净了，特别是对于经常通勤和出差的人来说，降噪绝对是回不去的体验。而最近几年，主动降噪变的更加智能化，比如用户可以根据自己所处的环境，选择完全隔离还是开放通透、还是只能听见人声等等。
当然，空间音频也很香，比如我日常使用的AirPods Pro就一直开启空间音频，特别是听书听播客这些语言类内容的时候，空间音频可以创造一种交互感，让你感觉讲述内容的人就站在某个方向。
目前，计算音频已经步入了新的发展阶段，那就是更加个性化、定制化。比如新一代的空间音频可以根据用户的头型和耳朵的形状，去定制相关的模型，获得最符合个人的听感。除此之外，包括自然语言处理在内的先进AI技术、环境感知技术等等，都在融入计算音频领域，目的就是帮助用户获得更加个性化的体验。之前视频里也说过很多次，这种量体裁衣式的进化，也是很多技术的未来发展趋势。
那么话说回来，为了支持这些越来越复杂的算法和软件，必然需要更强的算力和硬件，而这些的核心，就是芯片。比如苹果的H系列芯片，以及OPPO这次做的马里亚纳Y，都是基于这样的考虑。
从技术的角度来看，这颗马里亚纳Y芯片主要有两个独特之处，分别是蓝牙传输速率、以及集成了NPU的AI算力。我们一个一个来看。
用蓝牙耳机听无损音频，要解决的第一个问题就是传输。无损音频有好几种编码格式，但他们的理论速率最小也要2.25Mbps，最高要达到9Mbps。即使能进行压缩，也超过了现在蓝牙的传输速率了。
这样就尴尬了，虽然平台提供了无损音源，但需要用有线耳机才能听，蓝牙耳机还是只能听个响。
为了解决这个问题，马里亚纳Y超高速蓝牙集成了12Mbps蓝牙速率，达到标准蓝牙的4倍，可以覆盖目前最高规格的192kHz采样率、24位采样位深。
不仅速率提升了，OPPO还提供了URLC私有无损编解码技术，它能将无损压缩率提升到50%。也就是说，可以通过压缩，把所需要的传输速率再砍一半。有了超高蓝牙速率和URLC编解码，就从根本上解决了数据通信的瓶颈。
第二，马里亚纳Y集成了NPU、也就是神经网络处理单元，算力达到590 GOPS。这就让计算音频的大量AI计算过程都能在耳机里完成，同时也能降低数据在耳机和手机之间传输的延时，获得更加实时的声音效果。
有了NPU，就相当于打开了算力的大门，让很多想法都能实现了，比如这次发布提到的声音分离技术就是这样。这个技术能把音频里的声音分离开，比如把一段音乐分成人声、鼓声、贝斯、还有其他声音，然后可以分别调整各个音轨的空间位置、大小、音效，就像你站在乐队中间一样。
还有一个功能是万能全景声，可以把普通音频进行音轨识别和分离，从而实时转化成立体声、环绕声或者全景声，提供不同的具有沉浸感的体验。而这样一来，也不用再考虑杜比全景声的文件格式了，基本上每一首歌都能通过NPU进行全景声计算，从而创造空间感。
马里亚纳Y：深层逻辑
前面说的是OPPO自研马里亚纳Y芯片的第一层原因，但正如我和OPPO芯片团队交流的时候说的，用关键技术解决关键问题，这个没毛病，而且这些技术和优势都非常有用，这个也没毛病，但他们两颗自研芯片似乎不计成本去造芯，而且投入产出似乎并不成比例。
这其实就是我们要说的第二层、也是更本质的原因，那就是马里亚纳Y这颗芯片其实是OPPO造芯过程中的非常重要的尝试，那就是一方面整合完整SoC设计能力，一方面整合对先进工艺的理解和掌握，分别来说。
首先，这颗芯片是一个片上系统SoC芯片，这个和第一代有本质区别。之前我们解读过，前一代马里亚纳X是个领域专用芯片，更多是扮演协处理器的角色，必须配合主芯片，也就是手机处理器，才能正常工作。
但这次的马里亚纳Y，是一个完整架构的SoC，也就是说它可以独立工作，不仅有蓝牙和音频功能，还有外设接口、存储计算通信等等完整的功能，里面也包含了一个小型的处理器。我们常说麻雀虽小五脏俱全，通过跑通这颗芯片的完整设计流程，让OPPO的芯片设计团队掌握了设计更加完整架构芯片的关键要素，该踩的坑都踩了，该蹚的水都蹚了；我们常说的know how，也就是一些经验和技术积累也都完成了。这对于OPPO下一步进军更加有挑战的芯片，是非常有用的锻炼和实验。
第二，可能很多人没注意到，这次OPPO使用的是台积电的N6RF工艺，也就是6纳米的射频工艺。为什么说这个这么重要呢，因为射频技术一直芯片技术里最具挑战的领域之一。我当年上学的时候，就是因为射频太难了，才学的数字芯片设计。它之所以难，就是因为射频芯片在很多地方都非常依赖经验和积累，这个领域的工程师都是越老越吃香。射频领域存在很多不确定性，各种参数的调节非常玄学，靠经验才能判断调试的方向。调对了就对了，调不对、或者不知道怎么调，可能要花大量时间去试错、交学费。所以对于很多芯片大厂来说，射频都是不碰的。
而且，N6RF是目前业界最先进的射频工艺，全球范围内也只有苹果的H2芯片、S8芯片里的GPS模块、以及马里亚纳Y芯片成功使用了这个工艺。把6纳米工艺整合到设计流程里，本身就是很有挑战的事情。所以马里亚纳Y对于OPPO的芯片设计团队来说意义重大，代表OPPO掌握了先进工艺制程。吃透一个工艺，意味着翻过一座大山，在这个过程中积累下来的经验，特别是无线连接和射频这些关键技术，都可以直接用在接下来芯片的设计中。
和OPPO的芯片团队交流下来，我有一个非常强烈的感受，就是他们是坚定的长期主义者。他们并没有一上来就高喊口号、或者一上来就挑战最高的高峰，而是根据用户需求和自己的产品线、结合自身的技术特点和能力、尊重事务的客观发展规律，然后针对性的做研发选择、做长远的布局，并且把握住自己的节奏，不幻想弯道超车。这些是长期主义的典型体现。
芯片和软硬件的开发有很多种模型，其中有一个冰川模型。它非常形象，大家能看到海平面上露出来的冰山一角，这个就是实际产出的产品。但其实把这一角推出来的，是海平面下很大的冰山主体，这些才是一个芯片团队的核心与基础能力。通过OPPO这两年的芯片发布，也不难看到，除了冰山上的两颗芯片，他们真正在做的，是不断构建水面下的部分，也就是更大更扎实的底层能力。
人们经常说一句话，叫做「要坚持做长期而正确的事情」。但事实上，很多时候我们并不知道某件事情是否正确，只有做完回头来看才能知道。从OPPO的造芯过程能看到，他们在做的其实是「长期而困难的事情」，因为如果一件事情既需要长期投入、又非常难，那就大概率是正确的。这个精神，其实也适用于我们每个人。也希望我们的每一位读者，能找到一个足够困难的事情，然后长期做下去，相信肯定会有收获。
（注：本文不代表老石任职单位的观点。）
