OPPO|算力超苹果A15！OPPO首款自研芯片发布：四大核心问题揭秘( 三 ) ISP|算力超苹果A15！OPPO首款自研

选择6nm工艺，也给OPPO带来了很多的难题。
比如，MariSilicon X需要峰值吞吐量非常高的MIPI接口。如果选择12nm工艺，虽然很容易能够找到第三方MIPI接口IP，但能效远超预期。虽然6nm工艺节点上也有一些第三方MIPI接口IP，但是可选择范围较小，且依然是满足不了OPPO估算的数据量要求。因此，OPPO的芯片研发团队最终选自了自研MIPI IP 。
“用12nm可以更容易的做出一颗商用的芯片。但是，我们发现用12nm做完之后在很多场景下出来的效果，可能还不如之前单纯靠5nm SoC做出来的整体效果，那么增加一颗NPU芯片就没有意义。那就丧失了我们做一颗芯片的初心和原点了。“姜波坦言。
四、MariSilicon X有何过人之处？
对于MariSilicon X这款芯片的优势，可以总结为以下几大核心能力突破：

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1、核心自研IP加持，带来极致能效比
据介绍，MariSilicon X的AI算力可达18TOPS@int8（72TOPS@int4 equivalent），高于苹果A15的15.8TOPS 。在供强大AI算力的同时，MariSilicon X功耗也得到了很好的控制，其能效比达到惊人的11.6TOPS/W 。

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要知道，目前绝大多数NPU能效比都在10TOPS/W以内。比如IBM今年初推出的基于7nm工艺的“全球首款”高能效AI芯片，其在int4 精度下的能效为 8.9TOPS/W；7nm NVIDIA A100 GPU在int4精度下的能效比为 3.12TOPS/W；7nm的联发科处理器（应该是天玑1200）在int8精度下能效比为3.42TOPS/W 。

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▲IBM 7nm高能效AI芯片与7nm芯片性能及能效比参数对比
姜波强调，：“对于手机NPU来说，AI算力的提升并不是难点，因为这是可以通过增加NPU的面积把算力堆起来的。但是，手机内部的空间是有限的，并且有着严苛的功耗及热性能的限制，所以高能效比才是关键。而要想实现11.6TOPS/W能效比则是非常难的。

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“而且这个能效比是基于随机生成图片（人眼难以识别的）实测得到的，如果是基于现实世界里的人像、风景等真实的图片进行处理，这个能效比将超过12TOPS/W 。”
虽然，MariSilicon X 的6nm工艺所带来的提升，也是其高能效比的一个因素，但是更为关键的还是MariSilicon X当中NPU单元并没有采用第三方的NPU IP，而是采用了OPPO自研的MariNeuro IP，以达到OPPO需要的最优能效比。

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那么，之前在骁龙888上只能跑2fps、功耗达到1.7W的OPPO自研的AI降噪算法在MariNeuro NPU上能有多大的提升呢？答案是速度提升了20倍达到了40fps，使得OPPO自研AI降噪算法可以应用到视频降噪当中，同时功耗仅有800mW，能效比更是提升了40倍。显然OPPO自研影像NPU所带来的实际提升是非常惊人的。

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△基于MariSilicon X的4K Ultra HDR视频降噪效果

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△基于MariSilicon X的4K AI夜景视频效果
2、多级专用高速内存系统
除了NPU本身的架构使得它能够有更高的能耗效率和更高的利用率之外，内存子系统也是极为关键的，因为内存和运算对于AI整个系统是相辅相成的，如果内存变成瓶颈，形成“内存墙”的话，即使有再高的算力也无法发挥。
所以，OPPO还为MariNeuro NPU定制了一个Tb/秒级的片上内存子系统，这也使得NPU架构设计在与算法紧密耦合的同时，内存系统也是根据算法和场景要求进行相应定制优化的。
姜波解释称：“我们根据自己的算法和网络模型，我们知道它的网络复杂度有多少，需要多大容量和速度的片上内存去处理，才能达到一个最优的目标。其数据传输速度可达数万亿比特/秒（Tb/s），远高于外部的DDR内存。”

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