本土自研再上芯，安谋发布“玲珑”多媒体处理器IP新品

当今时代，从智能穿戴、手机、平板、机器视觉、车载电子甚至是云端服务器，多媒体技术已变得无处不在。从《黑神话·悟空》等游戏大作对视觉效果的极致追求，到国家政策对4K、8K等超高清视频产业的大力扶持，都彰显了多媒体技术蓬勃发展的势头。
 
多媒体应用百花齐放的背后，显示处理器和视频处理器功不可没。而作为国内领先的芯片IP设计与服务提供商，安谋科技敏锐地捕捉到了这一市场机遇，于2024年9月19日重磅发布了首款自主研发的“玲珑”D8/D6/D2显示处理器和新一代“玲珑”V510/V710视频处理器，为云、边、端等多场景提供了更优质、更丰富的多媒体解决方案。
 
“玲珑”DPU，超高画质图像显示“芯”引擎
 
在多媒体市场当中，显示是很重要的一块版图。无论是现在日益增多的车机交互、酷炫的“三折叠”手机屏、以及火出圈的《黑神话·悟空》游戏，都对显示技术带来了更高的需求。据安谋科技DPU高级产品经理柴卫华的分析，主要包括几点：更多的屏、更大的屏、更好的显示效果、更多的应用、更安全的内容显示、更友好的系统支持，这些需求使得显示处理器井喷。
 
其中，涉及到视频图像处理的产品迭代得非常快，以车载应用为例，据第三方数据，2022年国内车载摄像头的搭载量为5046万颗，预计2025年将超过1亿颗，年复合增长率为25.7%。此外，智能汽车的大屏化、多屏化、高清化将带动车载显示市场规模稳固上升，其中HUD和电子后视镜将贡献主要增量市场，预计2025年车载显示市场规模可达1208.3亿元。
 
一个比较直观的显示行业变化是画质的提升，从以前的VGA、720P，到现在的4K，甚至未来的8K，画质越来越清晰。除了高解析度，HDR也是提升画质的重要技术。HDR让画面更亮更暗的部分细节更丰富，就像看真实世界一样。简单来说，HDR让画面更有层次感，看起来更舒服。
 
安谋科技此次发布的“玲珑”DPU正是因应上述这些需求而生。“玲珑”D8/D6/D2 DPU基于一个标准化的、模块化的设计，支持按需灵活编程与配置，能够覆盖性能要求从高到低的场景。
 
柴卫华进一步分析到，“玲珑”D8的性能是最强的，单核性能可高达每秒8K60帧，如果说需要同时多显示器输出，单IP支持多达4路每秒4K60帧的实时显示输出。“玲珑”D6对应的是对性能、对功耗需要做很好平衡的场景，可以支持到8K30帧或者是4K120帧的主流需求，单IP可以同时支持到2个4K60帧的输出。“玲珑”D2则面向物联网场景，它是高能效比的，面积和功耗是最优的，单IP可以支持2K60帧的显示输出要求。这些都是我们的标准产品，还可以通过一些定制化进行更广场景的覆盖。
 
 
“玲珑”DPU架构概览
 
除了性能要求外，“玲珑”DPU在图像处理技术上也具备高度要求。处理器的数据流深度可达12bit，支持SDR和HDR内容，并具备可配置的Gamma和色域管理，确保优质的颜色显示效果。内置高质量缩放引擎，支持1/6到64倍的单一维度缩放。配备画质增强模块，保证缩放后的画质进一步提升，同时支持水平、垂直镜像和90度、180度、270度的旋转，组合灵活，适配多种产品。
 
得益于与Arm架构的深度协同，“玲珑”D8/D6/D2 DPU集成了Arm帧缓冲压缩（AFBC）技术，在确保整体系统方案的高性能和高画质的前提下，最大限度地节省带宽及功耗。其内置的Arm系统存储管理单元MMU-600/700中的转换缓冲单元（TBU）模块，可针对不同显示场景进行专门优化，以进一步降低系统访问延时。此外，“玲珑”D8/D6/D2 DPU还支持Arm TrustZone媒体保护（TZMP）架构，实现了软硬一体化设计，能够为显示数据的安全性提供强力保障。
 
柴卫华最后强调了“玲珑”DPU的产品交付能力。安谋科技一直遵循Arm技术生态下的开发流程和开发质量。而“玲珑”DPU由安谋科技本土团队自研、面向本土市场开发的，整个产品研发的开发包括对技术的支持，都是由安谋科技国内团队提供，因而能够保证快速的本地产品技术支持。
 
“玲珑”VPU，新一代超高清视频处理核芯
 
从短视频的爆火，到直播带货的火热，视频已经渗透到我们生活的方方面面。为了满足日益增长的视觉需求，更高清的视频分辨率、更高效的视频压缩技术、更先进的视频编解码算法成为视频领域的几大发展趋势。
 
从上世纪90年代至今，视频标准不断演进，在降低码率、提升质量、降低延时等方面不断提升。据安谋科技安谋科技VPU高级产品经理董峰特别强调了H.266标准，他指出，H.266将是一个更长期和更有技术先进性的一代标准。H.266（VVC）在编码效率上有显著提升，尤其在超高清（UHD）内容中，相比HEVC（H.265），VVC能节省35.28%的码率，远超AV1和HEVC。同时，在高清视频（HD）内容中，VVC的效率提升也十分显著，节省了26.7%的码率，进一步验证了其作为新一代视频标准的领先优势。
 
 
 
安谋科技也紧跟视频标准技术的演变，安谋科技多媒体处理器研发负责人周华在本次发布会上指出，“玲珑”系列的VPU产品至今已经迭代至第三代，从最早的V5/V7，到V6/V8，再到现在的V510/V710。每一代VPU都在不断提升编码质量和性能。
 
具体而言，第一代“玲珑”V5/V7 引入了AVS 2.0解码，显著提升H.264和H.265的编码质量，达15%以上；第二代“玲珑”V6/V8 新增AV1解码，H.264编码质量较上一代提升10%，达到H.265和x264中等速度档次水平；第三代V510/V710引入了H.266的编码和解码器，成为国内首批支持H.266标准的VPU IP，同时，它们在处理器面积不变的情况下，Encoder编码能力翻倍。“在处理器面积相当的前提下，我们与其他同类产品拼性能、拼功耗、拼PPA”周华表示。
 
V510 VPU主要实现三个大的代际提升：首先，它将H.264和H.265的编码性能提升了一倍，当前处理器在600兆的带宽下可以实现4K 30帧的编码，使用7纳米工艺时，性能可达1.2G，支持4K 60帧的编码能力；其次，与V6 VPU的H.265相比，V510 VPU的H.266编码质量提升了30%，这一改进与其适用的应用场景密切相关。；第三个显著提升是在编码质量方面，相较于X.265的very slow档次，V510 VPU的H.266编码质量提升了20%。
 
V710 VPU更适用于云端对大存储、多路会有更多要求的场景。其性能可以达到8K120帧，支持大分辨率的高帧率。折算到多路场景，它相当于64路1080P 30帧。在模块化设计中，包括一些VDMA的后处理也做了相应的功能增强。
 
整体来说，安谋科技“玲珑”VPU的特点就是多格式融合、编解码融合、可编程架构。
 
安谋科技多媒体产品线的五大优势
 
安谋科技多媒体处理器研发负责人周华在最后也深刻分析了安谋多媒体产品线的优势，主要包括以下几点：
 
第一，拥抱并融入Arm技术生态，与Arm架构深度协同。“玲珑”新一代产品对Arm MMU的支持，对AFBC的支持，对TrustZone的支持，这些都是对整个Arm生态的兼容和支持，能够跟Arm的产品/技术融合非常好。
 
第二，占用主CPU的资源非常少，与传统单片机相比，“玲珑”多媒体自研IP对CPU的需求非常低，适合云端高并发应用场景。在云端，126路解码和32路编码的需求十分普遍，因此，客户非常关注CPU的使用情况。“玲珑”多媒体自研IP由于对CPU资源的占用极小，能够让宝贵的CPU资源用于AI或其他IP，成为一大亮点。
 
第三，在芯片上的面积优势，单核面积非常有竞争力，对于监控行业的用户而言，是价格极为敏感的客户群体，具有面积的优化意义在同一晶圆上可以制造出更多的芯片，从而有效的降低成本。
 
第四，“玲珑”多媒体自研IP具备高度的可配置性。可以根据客户需求进行配置，支持定制化开发。不同的客户有不同的需求，覆盖广泛的应用场景。通过灵活的定制化支持，安谋科技都能够很好地满足各类客户的特殊需求。
 
最后，强大的研发团队。安谋“玲珑”多媒体团队成立于2019年6月，目前团队成员超过80人，主要分布在北京、上海和深圳，其中北京和上海团队占95%以上。核心成员拥有超过20年的丰富经验，许多成员是国内率先从事多媒体或视频编解码技术的工程师，涉及VPU视频编解码和显示显示技术。
 
目前，“玲珑”多媒体产品广泛覆盖了AIoT、汽车、移动终端、云基础设施等主流市场，以及AI和智能汽车等新兴应用领域。周华进一步解释到：“我们遵循一条明确的技术主线，同时在主线上针对不同客户需求进行定制化分支开发，以更好地满足国内市场和客户在多媒体处理方面的多样化需求。”
 
写在最后
 
此次“玲珑”系列DPU和VPU的发布，彰显了安谋科技在自研IP上的能力，进一步巩固了其在芯片IP领域的领导地位。“玲珑”系列对Arm生态的兼容性，将进一步壮大Arm生态，吸引更多的开发者和合作伙伴。此外，很重要的一点是，用周华的话来说就是“客户做师傅，安谋科技做学徒”，通过深入本土市场和客户一线协同创芯，推动更多如此次“玲珑”系列新品的自研迭代和进化，助力更多国内多媒体处理器芯片公司加速推出新产品，为中国在全球多媒体芯片市场占据一席之地奠定坚实基础，提升本土芯片产业在多媒体技术领域的竞争力，为消费者带来更好的产品和服务。