自研技術+聯合研發，vivo走在芯片技術探索的前列
智東西（公眾號：zhidxcom）
作者 | 云鵬
編輯 | 漠影
如今智能手機的發展早已告別了單純的堆料時代，聚焦體驗的優化已經成為手機巨頭們競爭焦點。
衡量手機體驗，大家不再用“有沒有”某個功能，而更多的是在意“好不好”用。
而針對體驗的優化，要做的不僅是軟件算法的打磨，甚至要深入“芯片層”進行更多前沿技術的創新突破。
今天，在一眾智能手機巨頭之中，vivo顯然已經走在了芯片技術探索的前列，“自研技術+聯合研發”成為vivo破局的關鍵策略。
一方面，vivo堅持打磨自己獨有的、一直持續迭代的芯片底層核心能力。另一方面，vivo將自主研發與聯合研發相結合，與移動芯片巨頭聯發科聯手，去走一條差異化、高端化的道路。
此前，V1和V1+兩款vivo自研芯片已經在搭載聯發科天璣旗艦平臺的自家旗艦手機上應用，實現了兼容性與功能性的領先，做到了真正“1+1>2”的“雙芯協同”。
就在本周，聯發科發布了年度重磅旗艦移動平臺天璣9200.而vivo與聯發科聯手，讓vivo自研芯片V2適配了天璣 9200平臺。
同時，vivo與聯發科在影像、游戲、AI等領域進行了深度聯合研發，將天璣 9200這顆頂級旗艦芯片的性能潛力進一步釋放了出來。
vivo與聯發科這次的聯合研發、深度聯調能夠給智能手機體驗帶來怎樣的“質變”性突破，值得期待。
而帶著這份期待，智東西與少數業內媒體一起，同vivo相關負責人及研發工程師進行了深入交流，深度挖掘了vivo和聯發科在芯片、系統底層做出的技術創新，并了解了vivo在技術研發方面的長期布局和深入思考。
一、深挖五大核心功能，聯合研發、調校重構軟硬底層
我們首先要明確一點，在智能手機端做芯片聯合研發和調校，想要取得好效果，首先就必須要有個“好底子”，而這個好底子就是聯發科的天璣9200.
天璣9200作為2022年聯發科最新一代旗艦移動芯片，也可謂是用“黑科技”武裝到了牙齒。
在如今業內頗為關注的芯片工藝方面，天璣9200采用了最新的臺積電第二代4nm工藝，而臺積電在芯片工藝制程方面一直都處于全球芯片代工領域的龍頭位置，其5nm工藝出色的能效比表現也曾為天璣9000系列站穩高端市場打下了基礎。
在CPU方面，天璣9200首發了ARM最新的 Cortex-X3超大核，單核性能提升超過10%，同時大核A715與小核的能效也進一步得到優化，根據聯發科實驗室數據，在微信、游戲、錄像等用戶高頻使用的場景下，其功耗降幅在15%-20%左右。
GPU方面，天璣9200搭載了ARM Immortalis-G715.并升級到了11顆核心，浮點運算能力提升2倍，整體曼哈頓性能提升32%，而令人頗感驚喜的是，在性能大幅提升的基礎上，其功耗還優化了41%，可以說是“魚和熊掌兼得”。
AI性能也是今天芯片關注的焦點。在APU方面，天璣9200采用了第六代APU 690.通過省電架構和像素級處理技術, 部分場景中能效可提升45%以上。
有了天璣9200這顆“好底子”，vivo和聯發科在影像、游戲、AI、顯示、通信、功耗、UX性能等多領域展開深度聯合研發，這次也集中秀出了聯合研發和調校的五大功能以及在多個場景中的深度聯調成果。
1、打透芯片底層協同瓶頸，實現體驗“質變”
在深入到各個功能之前，有一點值得我們深入思考：vivo這是在以一種“將問題前置”的思路去解決問題，甚至前置到了芯片階段，嘗試從“根”上解決手機體驗的痛點問題。
而現在很多手機廠商更多則是“事后優化”，不斷通過后續OTA升級來補足前期短板，但這種解決問題的方式“治標不治本”。相比之下，vivo在在思路上就領先了對手。
vivo從用戶的使用場景出發，將vivo的產品需求前置到芯片的規劃階段，去影響、改變部分芯片的規格，從而幫助用戶在實際使用場景中做到性能和功耗的完美平衡。
這種以點帶面式的創新，看似聚焦單一芯片，但成果卻是“遍地開花”，在性能釋放、游戲體驗、顯示、影像、通信等領域全面實現體驗的升級，可以說是“牽一發動全身”。
接下來，我們不妨從MCQ多循環隊列、王者榮耀自適應畫質模式、芯片護眼、APU聯合調優、AI機場模式這五個功能來深入挖掘聯合研發、調校所帶來的技術創新和背后vivo的深入思考。
首先是MCQ多循環隊列功能，它最多可以為CPU和UFS之間的數據交換提供8條通道傳輸，從而提升CPU的數據并發處理能力，讓應用軟件切換和后臺下載喚醒更快。
根據實測，搭載MCQ技術后，隨機寫入速度增加16.7%以上，安兔兔跑分近5000分，重載游戲和平精英安裝時間也縮短了10%，啟動時間縮短26.5%，這樣的提升對于日常應用使用體驗改善是比較直觀的。
今天，存儲對于芯片性能的影響日益凸顯，比如芯片巨頭AMD的3D V-Cache技術就顯著提升了芯片的游戲性能，蘋果的“統一存儲”也成為行業的典型案例。
CPU與存儲元器件之間的數據傳輸效率提升，對性能、應用調度都會有明顯影響，vivo所做的，就是優化CPU和存儲之間的通信能力。
在vivo和聯發科的聯合調校下，天璣9200旗艦平臺成為行業首個支持MCQ的平臺。
其次在游戲體驗方面，vivo和聯發科、王者榮耀聯合研發和調校了王者榮耀自適應畫質模式，它是基于MAGT游戲智能自適循環應開發的一項黑科技，最直觀的體現，就是能夠優化手機在游戲過程中的續航以及溫升。
簡單來說，就是讓硬件真正“讀懂”應用，真正量體裁衣。
你玩的什么，需要什么，系統就給你提供怎樣的性能，在滿足游戲體驗的基礎上，實現功耗和溫度的控制。
經實測, 開啟自適應功能后，26℃環境下，王者榮耀畫質拉滿并開啟120幀模式運行1小時，游戲幀率接近滿幀，均方差僅有0.92.
目前，行業里也有類似針對單一游戲應用進行優化的案例，但缺乏體系化。vivo這套方案是體系化的，閉環管理，可以復用到更多游戲中。
真正實現“逐幀級”調控，是其突出優勢，這需要vivo與芯片廠商、游戲內容廠商的深度合作。
接下來，在顯示層面，vivo亮出了能夠通過實施偵測來降低藍光的芯片護眼功能，通過創新性的算法并硬化成IP的方式，讓高能可見藍光占比降低至5%以內，這樣的護眼功能也得到了SGS智能低藍光認證。
此外在手機APU優化方面，今天我們缺的已經不是AI算力，而是如何充分用上這些算力。
AI算力如何充分挖掘和利用？這一痛點問題，vivo給出了新的答案。
在APU690高達30TOPS的可觀算力之上，聯發科提供了NeuronRuntime軟件加速框架。vivo將NeuronRuntime底層通用能力，封裝到自研VCAP異構計算加速平臺中，讓算法在多個處理器之間協同調度，最終實現能效的提升。
可以看到，芯片底層的打通，帶來AI能效比的顯著提升。
基于APU，vivo實現了眾多功能的優化，比如離線語音輸入法對比行業通用的CPU方案，功耗優化30%，性能提升50%，并且數據處理完全不出端，保證了隱私安全。
在用戶更加常用的通信功能方面，vivo與聯發科研發和調校了AI機場模式，簡單來說，就是飛行模式更省電、落地聯網更快，讓我們徹底告別糟糕的“飛行網絡體驗”。
根據實際測試，該模式能夠實現起飛后至下降前平均節能30%，而關閉飛行模式后的網絡捕獲速度也從優化前的7.41秒縮短至1.52秒，縮短了79%。
可以看到，vivo和聯發科深度聯合研發和調校帶來的不是某個單一領域的升級，而是從性能釋放、游戲體驗、顯示、影像乃至通信等領域的全面體驗革新。在綜合性能方面，天璣9200性能指標達到了業界TOP級，安兔兔實驗室跑分超過了128萬。
這次深入挖掘五大功能后，我抓到了幾個關鍵詞：“逐幀實時”和“能效比”。
系統對于應用的優化處理開始進入“逐幀級”的實時處理階段，這對于用戶體驗來說是一種“質變”的提升，體驗優化進入“精耕細作”階段而非“廣撒網”的優化。
而能效比這個詞也反復出現，更高的能效比，給開發者帶來了更廣闊的想象空間，而消費者的續航體驗也得到顯著提升。
而這一切，都離不開芯片層的聯合研發和調校，只有真正底層的打通，才能實現這樣“質變”的效果。
2、多場景深度聯調，只為提升流暢度
除了針對芯片底層的聯合研發帶來的功能升級，vivo還與聯發科針對用戶常見的游戲、影像場景進行了深度聯合調校，對系統底層也進行了深度優化。
可以說，系統底層優化是天璣9200旗艦平臺發揮驚艷表現的關鍵。
游戲場景一直是各家廠商優化的重點，vivo這次直接秀出了“全家桶式”的優化。
不僅有游戲超分等黑科技，vivo此次還通過引擎升級優化了游戲啟動和網絡表現，對游戲的下載、啟動、加載、運行等多個環節都有比較明顯的提升。
實際上，游戲體驗包含多個方面，流暢度、溫度的影響是最大的，而vivo就重點死磕這兩個方面，只有穩定才能流暢，只有高能效比才能帶來溫度上的良好控制。
最后，在自家傳統強項“影像”場景中， vivo與MediaTek共同優化了多種拍攝場景下天璣9200旗艦平臺的表現。
比如在人像模式中，通過極低的功耗實現循環視差網絡，從而優化能效表現，在實現15%能耗降低的同時，還可以提升該模式下的視差和深度估計表現，對于頭發、眼睛、手持物體等細節區域改善明顯，虛化效果提升5%。
而在4K 60幀這樣的極限視頻錄制場景中，天璣9200的功耗相比天璣9000足足降低了25%，降幅是相當可觀的。
整體來看，在五大核心功能升級、針對多場景的底層優化加持下，可以預見，vivo新旗艦X90系列的性能必然會再上一個新臺階。
二、如何讓芯片“1+1>2”?重塑芯片底層結構，能效比暴漲200%
影像一直是vivo的看家本領，實際上，除了天璣9200本身對于影像的賦能，vivo自研芯片V系列也是頗為關鍵的一環，尤其是此次的V2自研芯片，更值得我們深入挖掘其背后的眾多技術創新。
可以說，“雙芯協同”這兩年來已經成為了vivo獨有的優勢。
自研芯片V1的出現，讓業內看到了vivo在芯片技術研發上的硬實力。vivo開創了外掛芯片技術形態，將高能效、低延時的自研芯片運用在性能與顯示領域，并迅速在全行業流行和普及開來。
得益于V1的加入，vivo旗艦手機的影像能力也被推上了一個新的臺階。
此次V2自研芯片的出現，既是vivo在自研芯片之路上堅定走下去的有力證明，也是vivo對芯片底層技術的再次突破。而vivo再次與聯發科一起，進一步發掘了SoC和影像芯片協同所能帶來的獨特優勢。
如vivo所說，自研芯片V2是一顆從場景事件出發，針對AI大密度算法算力需求，量身定制的“低功耗AI加速芯片”。
AI加速芯片在服務器市場已經不陌生，但應用在智能手機領域，vivo一直走在行業的前列。
這次vivo從芯片底層技術出發，對片上內存單元、AI計算單元、圖像處理單元都進行了升級，并特別設計了AI-ISP新架構。接下來就讓我們深入這枚V2芯片。
正如前文所說，vivo在V系列芯片上一直在重點強調“雙芯”的協同能力，這就涉及到V2芯片與SoC之間的高效溝通，要知道，外掛芯片如果不能高效地與SoC溝通，就無法真正實現“1+1>2”的效果。
vivo系統架構師和工程師最終設計出了 FIT(Frame Info Tunneling)雙芯互聯技術。簡單來說，該技術可以將復雜任務拆分，根據NPU和V2芯片各自所“擅長”的來分配任務，從而整體提升工作效率。
這也是vivo在異構多芯片計算方向上，邁出的重要的第一步。
此外，vivo在V2中加入了近存DLA(深度學習加速器)，通過全硬化MAC設計和大容量專用片上SRAM，V2的近存DLA在實際AI運算中，能夠達到100% MAC利用率，相比在平臺SoC軟件部署AI運算，8bit算力密度提升了2-3倍。
不要小看這個專用片上SRAM，其速度高達1.3萬億bit/s，容量較V1提升了40%，達到等效45MB，與通常NPU采用的DDR外存設計相比，SRAM數據吞吐功耗理論最大可減少99.2%。
在這些“黑科技”的加持下，V2的近存DLA在同等芯片制程條件下，內核每瓦算力在運行8bit MAC和10bit MAC時，分別達到了16.3TOPS/W和10.4TOPS/W;在部署相同算法時，相比傳統NPU能效比提升了200%。
FIT雙芯互聯和近存DLA兩項芯片底層技術，讓vivo在端側AI部署上有了更多的靈活性和創新空間。
最后，在應用側，vivo還將V2的架構升級為AI-ISP架構，兼顧了傳統ISP低延時和AI處理復雜、未知問題的能力，讓架構得以“高性能、低延時”兼顧。
整體來看，聯發科旗艦SoC與vivo自研芯片V2的“雙ISP雙AI”實現了高效協同，將靈活性和專用性很好地結合在一起，進一步提升了能效比與峰值性能。
配合與蔡司聯合研發的蔡司T*鍍膜、VCS仿生光譜技術以及vivo自研的算法矩陣，vivo將整個計算成像光路進行了一次革新。
在交流中我們得知，未來vivo還會繼續在多芯系統、單芯架構與應用IP上持續精進，讓自研芯片與旗艦平臺靈活互補，這種極致的能效比，必然會延續下去。
三、深耕自研芯片、聯手行業巨頭，“雙軌”研發成vivo破局底氣
不論是芯片底層的聯合研發、系統層面的深入聯合調校，抑或是V2自研芯片與SoC的突破性高效協同，vivo與聯發科一起，從芯片特質出發，通過深層次、全方位的探索，將旗艦芯片與自研芯片的實力發揮到了極致。
而在這份極致背后，是vivo多年來在自主研發賽道上的執著堅持、大量投入以及與行業伙伴的深度合作。
僅僅針對天璣9200這一款芯片，vivo和聯發科已經開展了20多個月近兩年的密切合作。
今天的成果，來之不易。
首先，從技術自研角度來看，今天不論是影像技術迭代，還是芯片架構升級，亦或是屏幕顯示優化，單純的硬件堆疊和算法配置都無法真正讓人滿意。在vivo看來，技術自研是一條壁壘很深，需要長期積累的發展道路，但他們必須要做。
過去短短兩年間，vivo推出了V1、V1+兩款用于手機影像系統的自研芯片，并且這兩款產品所落地的手機產品都取得了出色的市場反饋，證明vivo這條自研芯片的路是真正走得通、走得好的。
vivo從芯片架構層面實現了自研技術的突破，利用AI深度融合的新架構帶來了能效比的顯著提升，正如前文所提到的，其在芯片互聯、存儲方面實現的新技術，都成為了行業中的突破性創新。
今天，單單在影像領域，vivo已經擁有超過1000人的研發團隊，覆蓋光學器件、機械模組、色彩科學、攝影藝術、視覺設計、視覺心理等領域，在深圳、東莞、杭州、上海、西安等地均有影像研發中心。
這還僅僅只是影像一個領域。
可以說，vivo對于自研技術的重視，已經刻在了骨子里，是vivo未來長期發展戰略中的關鍵一環。
其次，在合作研發方面，我們能看到vivo一直與移動芯片巨頭聯發科、老牌光學巨頭蔡司以及眾多全球優秀企合作伙伴進行開放且深度的合作，凝聚產業合力是vivo的突出優勢之一。
在芯片層面，vivo聯手聯發科打造智能手機端的頂級移動芯片體驗;在影像方面，vivo聯手百年光學巨頭蔡司，真正實現了影像全鏈路的深度融合調優。
如果說，自主研發是vivo有別于他人的賽道選擇，那聯合研發則是vivo突破技術邊界的堅定嘗試。
正如vivo產品副總裁黃韜在溝通會上所說，vivo將自主研發與聯合研發相結合，就是為了帶給消費者更好的產品體驗，“正是一直以來埋頭種因的堅持，才讓vivo能夠比別人做得更好，走得比別人更踏實、更長遠?！?/p>
▲vivo產品副總裁黃韜
結語：雙芯底層創新亮眼，或為新旗艦帶來“質變”體驗升級
vivo與聯發科在性能釋放、游戲體驗、顯示、AI、通信等領域的聯合研發以及系統層面的聯合調校，包括V2自研芯片與天璣9200的底層打通、高效協同，都將移動芯片體驗的天花板再次推高。
或許在vivo和聯發科的共同努力下，vivo X90系列和天璣9200的牽手有望實現“出道即巔峰”。
來源：智東西
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