(電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道 文/章鷹）2024年，隨著AI、智能座艙等新技術(shù)的興起，基于視頻圖像的數(shù)字多媒體技術(shù)賦能的終端產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)攀升。以車載攝像頭為例，佐思汽研數(shù)據(jù)顯示，2023年1-9月，中國(guó)新車整體攝像頭安裝量為4817.2萬(wàn)顆，同比增長(zhǎng)34.1%。CINNO預(yù)測(cè)，中國(guó)市場(chǎng)乘用車攝像頭需求量到2025年將超過(guò)1億顆。

另?yè)?jù)國(guó)際調(diào)研機(jī)構(gòu)IHS發(fā)現(xiàn)，隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)中新基礎(chǔ)架構(gòu)的演進(jìn)，業(yè)界已認(rèn)識(shí)到兩個(gè)主要趨勢(shì)：一是AI能力從數(shù)據(jù)中心(云)遷移到端，二是多種類型的數(shù)據(jù)從端側(cè)匯聚到云。

在端側(cè)，無(wú)論是智能穿戴、安防監(jiān)控、智能手機(jī)、智能電視、AIoT終端，還是汽車?yán)锏能囕d攝像頭、車載顯示器、行車記錄儀，都應(yīng)用了多媒體的顯示技術(shù)和編解碼壓縮技術(shù)，信息交互的多樣化對(duì)多媒體數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)處理、畫質(zhì)增強(qiáng)等方面提出了新的考驗(yàn)；在云側(cè)，云端服務(wù)器環(huán)境中，視頻編解碼技術(shù)廣泛應(yīng)用于視頻直播、視頻會(huì)議、在線教育等領(lǐng)域，尤其是視頻直播占據(jù)視頻流媒體市場(chǎng)過(guò)半份額，這些應(yīng)用對(duì)視頻處理器的性能提出了更高要求，目前視頻流量越來(lái)越大，4K已經(jīng)普及，8K視頻也不再是偽需求，這些都需要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、低延遲的視頻傳輸和處理。

多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用

9月19日，安謀科技在北京召開(kāi)新品發(fā)布媒體溝通會(huì)，正式亮出本土自研多媒體產(chǎn)品矩陣的最新力作——首款“玲瓏”D8/D6/D2顯示處理器和新一代的“玲瓏”V510/V710視頻處理器，為當(dāng)前終端市場(chǎng)超高畫質(zhì)顯示、超高清視頻編解碼和解決云端服務(wù)器場(chǎng)景的痛點(diǎn)帶來(lái)了極大助力。

圖：安謀科技多媒體處理器研發(fā)負(fù)責(zé)人 周華

“經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，目前‘玲瓏’多媒體產(chǎn)品線已全方位覆蓋包括AIoT、汽車、移動(dòng)終端和云基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的各大關(guān)鍵場(chǎng)景。此次推出的‘玲瓏’D8/D6/D2 DPU與‘玲瓏’V510/V710 VPU，緊貼當(dāng)前主流市場(chǎng)不斷迭代的超高畫質(zhì)顯示和高清視頻編解碼需求，在碎片化、多元化且日漸復(fù)雜的多媒體應(yīng)用場(chǎng)景下，為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體廠商提供更優(yōu)質(zhì)、豐富的多媒體解決方案，打造智能影像時(shí)代技術(shù)新底座?！卑仓\科技多媒體處理器研發(fā)負(fù)責(zé)人周華在會(huì)上談到。

首款“玲瓏”DPU亮相，支持4K、8K超高清畫質(zhì)圖像顯示

AI智能時(shí)代，多種智能終端的視頻及圖像顯示處理需求趨勢(shì)日益明顯。在智能汽車、AI PC、AI手機(jī)、智能電視等領(lǐng)域，信息交互的多樣化對(duì)數(shù)字影像顯示技術(shù)的實(shí)時(shí)處理、畫質(zhì)增強(qiáng)提出了更高要求。

以最近大火的國(guó)內(nèi)首款3A游戲《黑悟空：神話》為例，隨著這款游戲在全球范圍內(nèi)火爆，游戲硬件設(shè)備也迎來(lái)了迭代的新契機(jī)。對(duì)于PC玩家來(lái)說(shuō)，除了對(duì)電腦主機(jī)的高要求之外，顯示器性能的優(yōu)劣成為了衡量游戲體驗(yàn)的重要標(biāo)尺。

游戲官方公布的PC配置要求，根據(jù)畫質(zhì)等級(jí)選擇相應(yīng)的顯示器產(chǎn)品。除了分辨率、用戶可以從刷新率、廣色域、對(duì)比度、HDR、響應(yīng)時(shí)間以及屏幕尺寸綜合判斷。推薦的配置是高畫質(zhì)1080P，顯存6GB，超高畫質(zhì)是4K，顯存12GB。如果能支持原生200Hz高刷新率，相較于市面上常見(jiàn)的144Hz顯示器，它能帶來(lái)更流暢的游戲體驗(yàn)。

圖：安謀科技DPU高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理 柴衛(wèi)華

除了PC上3A游戲?qū)Τ咔屣@示需求迫切以外，汽車也已變身為家庭娛樂(lè)空間，智能座艙中的大屏化、多屏化、高清化趨勢(shì)帶動(dòng)了對(duì)DPU需求。近日，國(guó)內(nèi)手機(jī)大廠發(fā)布的三折疊屏手機(jī)同樣吸引了全球目光，AR和PAD追求高清顯示的趨勢(shì)日益明顯。

面對(duì)終端市場(chǎng)的變革，安謀科技DPU高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理柴衛(wèi)華總結(jié)了當(dāng)前顯示市場(chǎng)需求所呈現(xiàn)的三大趨勢(shì)：一是更多的屏出現(xiàn)，智能汽車、手機(jī)、電腦屏都串聯(lián)起來(lái)；二、消費(fèi)者青睞使用超高清、超大屏，追求更好的顯示效果。智能電視趨勢(shì)向大尺寸化發(fā)展，主流已達(dá)60寸或者更大，車載中控屏變大，娛樂(lè)交互陸續(xù)放在4K、8K或更高分辨率屏幕；三、在AI技術(shù)推動(dòng)下，應(yīng)用和顯示內(nèi)容增多，跨屏聯(lián)動(dòng)、多屏異顯等技術(shù)趨勢(shì)愈發(fā)明顯。

針對(duì)這些新趨勢(shì)，安謀科技“玲瓏”D8/D6/D2 DPU系列產(chǎn)品多方位滿足客戶需求。一方面，“玲瓏”DPU基于多核架構(gòu)設(shè)計(jì)，支持按需靈活編程與配置，能夠覆蓋性能要求從高到底的場(chǎng)景，比如“玲瓏”D8性能最強(qiáng)，單核性能可高達(dá)8K60幀，滿足需要同時(shí)多顯示器輸出的客戶需求，單IP支持多達(dá)4路每秒4K60幀的實(shí)時(shí)顯示輸出；“玲瓏”D6對(duì)應(yīng)的是注重性能和功耗相平衡的場(chǎng)景，可以支持到8K30幀或者是4K120幀的主流需求，單IP可以同時(shí)支持2個(gè)4K60幀的顯示輸出；“玲瓏”D2則是面向物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，具備高能效比，其面積和功耗是最優(yōu)的，單IP可以支持2K60幀的顯示輸出要求。

另一方面，“玲瓏”DPU對(duì)于圖像處理技術(shù)的要求很高，處理器數(shù)據(jù)流可達(dá)到12bit，支持標(biāo)準(zhǔn)的SDR和HDR內(nèi)容，同時(shí)還內(nèi)置了高質(zhì)量的圖像縮放引擎，支持單一維度的水平或垂直方向1/6到64倍的縮放。此外，還增加了畫質(zhì)增強(qiáng)模塊，可以保證縮放之后的畫質(zhì)可以得到進(jìn)一步的提升。

圖：“玲瓏”D8/D6/D2 DPU概覽

深度兼容Arm生態(tài)則是“玲瓏”DPU的另一大特色，集成了AFBC以及Arm MMU-600/700的TBU，在確保整體系統(tǒng)方案的高性能和高畫質(zhì)的前提下，可最大限度地節(jié)省帶寬及功耗，并進(jìn)一步降低系統(tǒng)訪問(wèn)延時(shí)。此外，“玲瓏”DPU系列支持Arm TrustZone媒體保護(hù)（TZMP）架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了軟硬一體化設(shè)計(jì)，能夠?yàn)轱@示數(shù)據(jù)的安全性提供更強(qiáng)力的保障。

對(duì)比前代產(chǎn)品，全新“玲瓏”D8/D6/D2 DPU實(shí)現(xiàn)了核心性能的兩倍提升。其單核性能從原先最高支持的每秒4K120幀提高至每秒8K60幀，而且同時(shí)支持的實(shí)時(shí)顯示輸出從2路擴(kuò)展至4路，充分滿足了智能應(yīng)用場(chǎng)景的多元化顯示需求。

H.266標(biāo)準(zhǔn)疊加融合架構(gòu)，“玲瓏”V510/V710 VPU覆蓋全場(chǎng)景需求

隨著近年來(lái)AI技術(shù)的興起，視頻監(jiān)控、汽車、智能家居、移動(dòng)設(shè)備及數(shù)據(jù)中心等對(duì)高清視頻處理有了越來(lái)越高的要求。在視頻編解碼上，越來(lái)越多的廠商已決心采用更具性價(jià)比的VPU。

“為了應(yīng)對(duì)高清視頻技術(shù)普及所帶來(lái)的海量信息傳輸和存儲(chǔ)挑戰(zhàn)，業(yè)內(nèi)最新的國(guó)際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.266能夠提高4K和8K超高清視頻的壓縮效率。相比其上一代視頻解碼標(biāo)準(zhǔn)H.265，H.266可以在視頻編碼效率提高50%的情況下達(dá)到相同的主觀質(zhì)量，并且有效支持4K和8K超高清和高動(dòng)態(tài)視頻編碼?！卑仓\科技VPU高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理董峰強(qiáng)調(diào)。

圖：安謀科技VPU高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理 董峰

盡管端側(cè)和云上對(duì)處理器性能要求差異巨大，但是從芯片IP角度出發(fā)，還是希望能用統(tǒng)一的方式來(lái)支撐不同場(chǎng)景的需求，基于多核的靈活性對(duì)性能進(jìn)行擴(kuò)展，通過(guò)擴(kuò)展核數(shù)以支持不同場(chǎng)景需求。例如，單核即可滿足端側(cè)客戶需求，而邊緣側(cè)大致需要四核，那云端基本需要八核。

董峰進(jìn)一步介紹：“作為國(guó)內(nèi)首批同時(shí)支持H.266標(biāo)準(zhǔn)的編解碼視頻處理器，新一代玲瓏V510/V710 VPU比較上一代，編解碼性能均實(shí)現(xiàn)了翻倍提升，特別是在4K/8K應(yīng)用場(chǎng)景中的編碼質(zhì)量可以提高25%，同時(shí)新增的屏幕顯示菜單OSD前處理功能，更好地兼顧主流市場(chǎng)和新興應(yīng)用的實(shí)時(shí)編解碼需求。由于采用了多核多格式編解碼融合的可編程處理架構(gòu)，單核的編碼或解碼性能可達(dá)到每秒4K60幀；根據(jù)端、邊、云等不同場(chǎng)景需求，分別提供1-4核、4-8核等多種配置?！?/p>

當(dāng)前，VPU架構(gòu)的痛點(diǎn)主要集中在編解碼功能的分離。如果不采用編解碼融合的架構(gòu)，在編碼和解碼分離的情況下，在VPU場(chǎng)景下首先需要一個(gè)編碼器，然后還需要一個(gè)解碼器，這兩個(gè)層面都要增加相應(yīng)的內(nèi)存。“玲瓏”新一代VPU能夠很好地解決這一行業(yè)痛點(diǎn)，特別采用融合架構(gòu)以單核實(shí)現(xiàn)編解碼融合，既可以編碼也可以解碼，以適用于多樣場(chǎng)景的需求。

圖：“玲瓏”V510/V710 VPU概覽

采用融合架構(gòu)的VPU為何能獲得客戶青睞？關(guān)鍵在于兩大創(chuàng)新點(diǎn)：第一，把內(nèi)部能復(fù)用的pipelines加以復(fù)用，具體的做法是在技術(shù)層面分解到加速器和數(shù)據(jù)流的層級(jí)。輔助方面采用MCU控制方式，以及在MCU上運(yùn)行firmware固件，滿足客戶流片后的性能優(yōu)化需求；第二，在數(shù)據(jù)處理中，“玲瓏”新一代VPU將任務(wù)做條帶級(jí)劃分，實(shí)現(xiàn)多核并行和性能的線性提升，并明顯減少IP的占用面積。

“實(shí)際上，VPU采用融合架構(gòu)的門檻比較高，主要針對(duì)業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行數(shù)據(jù)流的管理，但這也是安謀科技所擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，我們?cè)贗P層面擁有很強(qiáng)的系統(tǒng)化能力。”董峰說(shuō)道。

VPU在云端應(yīng)用場(chǎng)景中同樣起到重要作用，尤其是云游戲。以“玲瓏”V710為例，這款高端產(chǎn)品是主要面向云端場(chǎng)景的8核配置。針對(duì)大分辨率場(chǎng)景，它的性能可以達(dá)到8K120幀，折算到多路場(chǎng)景，相當(dāng)于64路1080P每秒30幀，在云端包括云游戲和多路場(chǎng)景使用都是游刃有余。

為幫助開(kāi)發(fā)者基于各種視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行快速部署，“玲瓏”V510/V710 VPU還提供了一整套完備的固件工具及軟件支持，憑借軟硬件交互的架構(gòu)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)者后續(xù)還可通過(guò)軟件升級(jí)對(duì)既有硬件進(jìn)行靈活擴(kuò)展和優(yōu)化。

據(jù)悉，歷經(jīng)三年的迭代與優(yōu)化，“玲瓏”VPU已授權(quán)超過(guò)30家國(guó)內(nèi)合作伙伴，并廣泛應(yīng)用于手機(jī)終端、PC、智能汽車、智能安防等眾多視頻應(yīng)用場(chǎng)景。

寫在最后

“玲瓏”首款DPU和新一代VPU融合架構(gòu)的領(lǐng)先性，保證了其可以適用于多樣化場(chǎng)景，主要包括安防監(jiān)控、AIoT、AI PC，以及汽車電子中的車載攝像頭和HUD顯示屏，乃至云端服務(wù)器等，這些場(chǎng)景對(duì)高性能、高質(zhì)量和低延時(shí)的多媒體處理技術(shù)都有著很強(qiáng)的要求，恰好也是“玲瓏”D8/D6/D2 DPU和新一代V510/V710 VPU有信心發(fā)揮其特長(zhǎng)的領(lǐng)域。據(jù)悉，AI手機(jī)、AI PC、智能汽車、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域?qū)⑹恰傲岘嚒碑a(chǎn)品線的未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)，通過(guò)強(qiáng)化其多媒體技術(shù)棧，同時(shí)整合先進(jìn)的AI處理單元，發(fā)力推動(dòng)新興智能場(chǎng)景的多媒體技術(shù)升級(jí)。

隨著新品處理器的加入，安謀科技進(jìn)一步完善其高質(zhì)量、一體化的異構(gòu)計(jì)算矩陣。作為現(xiàn)代智能計(jì)算技術(shù)中的重要組成部分，異構(gòu)計(jì)算通過(guò)利用不同類型的計(jì)算資源和優(yōu)化算法，提高了視頻、圖像處理的速度和質(zhì)量，同時(shí)也為其他計(jì)算密集型任務(wù)提供了強(qiáng)大的支持，加速推進(jìn)端側(cè)AI應(yīng)用落地。

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