【原創(chuàng)】愛拼才會贏，芯原厚積薄發(fā)把這個產(chǎn)品做成了全球第一 全球觀焦點

作者：電子創(chuàng)新網(wǎng)張國斌

(資料圖片)

當流量和速度不再是瓶頸，視頻就將成為主流的信息消費模式。此刻乃至未來必將是一個“無處不屏幕，無處不視頻”的世界。新技術的演進由此激發(fā)……

人們對于高清、高幀率的視頻需求，必然有增無減。傳統(tǒng)的CPU、GPU已經(jīng)無法勝任這一需求。于是，視頻處理單元（VPU）應運而生。VPU是什么？它基于一個多標準的視頻編解碼器（編碼器/解碼器），能夠通過時間復用同時處理多個數(shù)據(jù)流。

從技術角度看，VPU內(nèi)置視頻編解碼加速專用功能模塊，是專門面向視頻場景優(yōu)化設計的視頻加速器，具有高性能、低功耗、低延時等特性，能為視頻行業(yè)應用帶來高能效的加速計算。

VPU的市場應用場景非常多，戶外顯示、無人機、安防、移動端、汽車、工業(yè)、醫(yī)療、云游戲、云桌面、VR/AR、元宇宙等都是其應用場景，也因為場景廣泛，市場對專用視頻處理芯片的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。有研究分析，預計在未來幾年內(nèi)，VPU市場規(guī)?；?qū)⑦_千億美金。

面對這個巨大的增量市場，各大互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、云計算與半導體巨頭都紛紛出手，爭奪市場，如谷歌在2021年發(fā)布了自研的Argos VCU，騰訊自研了視頻轉(zhuǎn)碼芯片“滄海”。此外，Meta、字節(jié)跳動、快手等互聯(lián)網(wǎng)大廠紛紛啟動了VPU布局，半導體領域的IP廠商安謀科技也推出了“玲瓏”系列VPU。不過，有家本土IP廠商因為長期專注于處理器IP領域，積累較深，在VPU領域已經(jīng)進入了收獲期，它就是有“中國芯片IP第一股”之稱的芯原微電子（上海）股份有限公司（芯原股份，688521.SH，本文簡稱“芯原“）。根據(jù)灼識咨詢的研究數(shù)據(jù)，在這個領域，芯原VPU IP市場占有率已經(jīng)成為了全球第一！

“芯原的VPU已經(jīng)被眾多大家耳熟能詳?shù)娜蛑ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)及知名半導體公司所采用?！毙驹煞輬?zhí)行副總裁、業(yè)務運營部總經(jīng)理汪洋在接受電子創(chuàng)新網(wǎng)獨家專訪時指出。“基本上目前大家要選VPU的時候，首選的就是芯原的技術。我們VPU的性能在業(yè)界已經(jīng)有口皆碑，獲得了大家的廣泛認可?！?/p>

|長期積累與沉淀造就視頻技術領域的全球第一

其實，芯原的VPU與中國25年前的流行VCD有很大的淵源，今天我們就展開說說。

25年前，中國曾經(jīng)風靡過VCD，這個產(chǎn)業(yè)造就了一家叫步步高的整機企業(yè)(大名鼎鼎的OPPO和VIVO就源于步步高)，他們生產(chǎn)的步步高VCD糾錯能力特別強，我記得一個加拿大的同學回國特意在華強北買了五臺帶回去，另外，這個產(chǎn)業(yè)還造就了一家做視頻解碼芯片的公司，叫C-cube，它是全球最早從事數(shù)字視頻壓縮技術的公司，我一個哥們買VCD的時候總問人家“里面是斯高柏（C-cube）解碼芯片嗎？”得到肯定的答復后才愿意下單。

風靡一時的步步高VCD

可惜，C-cube公司抓住了VCD的機遇卻沒有抓住后來的MP3、MP4機遇，公司在2001年被LSI收購，視頻壓縮技術的開拓者C-cube就以這樣方式淡出了大眾視野，它真的就這樣消失了嗎？

不，它將以另外的方式繼續(xù)輝煌下去！

2006年7月5日，芯原從LSI Logic公司成功購并ZSP數(shù)字信號處理器部門，根據(jù)資產(chǎn)收購協(xié)議，芯原已獲得ZSP可授權內(nèi)核、開發(fā)工具、標準產(chǎn)品和軟件，以及其它相關聯(lián)的發(fā)明和專利。大部分ZSP部門的員工，包括工程師、軟件開發(fā)、銷售、客戶服務和支持代表加入芯原，研發(fā)人員中就有原來C-cube的團隊，這個團隊也由此進入了芯原。曾在LSI任職的汪洋就是那時加入了芯原。

芯原股份執(zhí)行副總裁、業(yè)務運營部總經(jīng)理汪洋

收購ZSP，是因為芯原看好嵌入式DSP的未來，這個判斷也是很準確的，后來獨立的DSP器件銷售下滑，而嵌入式DSP應用風生水起。目前，芯原的ZSP已經(jīng)應用在很多場景。據(jù)汪洋介紹，芯原可編程ZSP數(shù)字信號處理器 (DSP) IP對算法進行了層層優(yōu)化，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的不斷加速。ZSP系列IP囊括多種PPA規(guī)格和系統(tǒng)要求，廣泛適用于音頻、語音、圖像、視覺、無線連接、電力線通信等場景。

“大約自2010年起，數(shù)字視頻處理就開始熱門起來，當時很多平臺型企業(yè)和獨立IC設計公司如聯(lián)發(fā)科等，都在自研視頻編解碼器。芯原專注于處理器IP技術，公司管理層非?？春肰PU技術的前景，并認為這個需求會長期存在，且持續(xù)擴大?！蓖粞蠡貞浾f，“我們當時就決定用原來C-cube的團隊來進行VPU技術的研發(fā)，同時分派具備豐富硬件邏輯電路設計經(jīng)驗的工程師們加入VPU開發(fā)隊伍。這個團隊能力出眾，戰(zhàn)斗力和凝聚力都非常強。我們最早開發(fā)支持1080P的H.264的編解碼器。后來，新的視頻編解碼標準不斷推出，如VP9、H.265/HEVC、AV1、H.266/VVC等，感覺像游戲里打不完的怪，團隊的開發(fā)壓力也倍增！然而一次次的高目標達成，使得這支團隊的戰(zhàn)斗力也不斷提升?！?/p>

“隨著視頻編解碼標準不斷升級，也給我們帶來了一個好處，那就是跟隨的人逐漸少了。這就像長跑，如果你堅持，哪怕幾乎跑不動了也不放棄，熬過最艱辛的階段后，就會進入收獲期！”汪洋感慨地表示，“后來很多公司逐步放棄了自研視頻編解碼器，因為標準不斷推陳出新，而且要做到向后兼容，這讓很多大公司都吃不消！更重要的一點是，在對新格式進行支持時，如何在保證高性能編解碼的同時，盡可能控制好硬件的規(guī)模，也就是更好地復用已有的編解碼硬件以減少硬件單元和使用功耗，達到最優(yōu)的PPA。由于芯原一直專注于視頻編解碼技術，我們在投身這個技術研發(fā)的最初，就從代碼架構(gòu)上考慮到了未來持續(xù)擴展時的PPA問題。芯原VPU核心團隊一起工作了20年以上，深耕視頻領域，提供業(yè)內(nèi)最全面的編解碼選項給客戶，具備快速實現(xiàn)客戶視頻相關定制化功能的能力，還有非常優(yōu)秀的軟件支持團隊，可以幫客戶在SoC 系統(tǒng)中最大程度地使用好VPU的各項功能和性能。這些都是芯原VPU技術的獨特價值，獲得了市場的高度認可。”

| 持續(xù)創(chuàng)新升級技術，保持領跑節(jié)奏

始于與谷歌在視頻技術上的合作，芯原在VPU IP上持續(xù)投入研發(fā)至今，已經(jīng)碩果累累。結(jié)合公司長期的技術和市場積累，芯原正在將VPU不斷推向一個個新的創(chuàng)新高度，以保持在這個領域的持續(xù)領跑節(jié)奏。

回顧過去，2010年谷歌為實現(xiàn)高質(zhì)量視頻格式開源且免費而收購了On2。一年后On2/谷歌將其相關客戶協(xié)議轉(zhuǎn)讓給芯原。同年，芯原成為谷歌WebM視頻格式在亞洲首個硬件合作伙伴。隨后，芯原經(jīng)過內(nèi)部團隊的持續(xù)開發(fā)，在2014年新增了高清視頻解決方案，在2018年擁有了4K和8K分辨率的視頻編解碼的能力，并增加了視頻壓縮處理模塊。

據(jù)汪洋介紹，芯原的VPU除了具有優(yōu)秀的視頻處理能力，高度可擴展，且經(jīng)過眾多客戶產(chǎn)品的市場驗證之外，還可以與自有的各類核心處理器IP原生協(xié)同，實現(xiàn)具有突破性的處理能力。

“為了讓芯原各個IP之間具有更好的協(xié)同處理能力，我們開發(fā)了FLEXA同步接口通信技術，用以高效地連接多個IP，從而形成面向低延時、低帶寬和低功耗應用的子系統(tǒng)解決方案；還開發(fā)了統(tǒng)一幀緩沖壓縮（Unified Frame Buffer Compression）技術，通過無損或有損壓縮來連接所有像素處理器IP，以最大限度地減少SoC的整體DDR帶寬，并實現(xiàn)高性能計算等。基于以上芯原自有的技術，我們形成一系列創(chuàng)新子系統(tǒng)方案，比如AI-ISP 、AI-GPU、視頻編碼器+ISP，視頻解碼器+矢量GPU 等，為各類應用帶去了具有顛覆性的創(chuàng)新處理性能。“

2021年3月，芯原宣布新優(yōu)化的VC9000視頻編解碼器與VIP9400人工智能 (AI) 和神經(jīng)網(wǎng)絡處理技術的結(jié)合，可以更高效地處理數(shù)據(jù)中心的視頻流，提供領先的AI視頻處理，包括高吞吐量和可伸縮性，以及實時AI視頻內(nèi)容分析和基于場景的視頻編碼和AI像素增強。

近日，芯原還在德國2023嵌入式展覽會上宣布其已向客戶交付支持8K@120FPS VVC/H.266的多格式視頻硬件解碼器Hantro VC9000D。最新一代的Hantro VC9000D采用多格式統(tǒng)一架構(gòu)，支持多種視頻格式靈活配置及性能擴展，其VVC獨立解碼器，或和HEVC、H.264、AV1、VP9、AVS2等其他先進視頻格式組合的解碼器在12納米工藝節(jié)點下均可達到單核8K@30fps的性能；在更先進的工藝節(jié)點或多核模式下可進一步達到8K@60fps以及8K@120fps的性能。此外，VC9000D還可全面支持包括VP8、MPEG-4、VC-1、AVS/AVS+、MPEG-2等在內(nèi)的多種傳統(tǒng)視頻格式。這是全球首發(fā)，目前還沒有其他公司的產(chǎn)品可以支持到如此多的視頻格式！

汪洋表示，目前，芯原的Hantro視頻轉(zhuǎn)碼加速解決方案已經(jīng)獲得中國前5名互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中的3家，以及全球前20名云服務提供商中的12家的采用。感謝長期以來與廣大用戶的共同成長，芯原正持續(xù)地為Hantro視頻解決方案引入最新的技術，以使互聯(lián)網(wǎng)廠商和云服務提供商客戶從中獲益。未來芯原還將通過創(chuàng)新的Chiplet架構(gòu)和先進的封裝技術，持續(xù)致力于為客戶提供更高性能、更靈活的視頻技術解決方案。

長期的積累與奮進，芯原終于攀上了VPU世界的頂峰，在VPU領域已經(jīng)遙遙領先！期待處理器IP積累豐厚的芯原，能持續(xù)給大家?guī)砀囿@喜！

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