2020年底的時(shí)候，根據(jù)IDC發(fā)布的報(bào)告顯示，2020年AR/VR市場全球支出規(guī)模達(dá)到120.7億美元，其中中國總支出是66億美元左右，占整個(gè)市場的55%。雖然近兩年AR/VR的市場熱度有所下降，但其實(shí)市場規(guī)模一直在不斷增長中。

根據(jù)IDC的估計(jì)，2020年至2024年五年期間，全球AR/VR市場規(guī)模的年均增長率有望達(dá)到54%。目前，已經(jīng)有不少企業(yè)在AR/VR領(lǐng)域內(nèi)布局了，比如在主控芯片方面，高通已經(jīng)推出了專門針對(duì)AR/VR市場的驍龍XR2平臺(tái)，國內(nèi)的瑞芯微和全志科技也有相應(yīng)布局。

剛開始很多AR/VR廠商都是用手機(jī)主芯片來設(shè)計(jì)的，但隨著AR/VR市場越來越受到重視，開始有廠商推出專門的AR/VR芯片，今天我們就來看看AR/VR領(lǐng)域主要用到的主控芯片和方案有哪些？

高通驍龍XR2平臺(tái)
驍龍XR2平臺(tái)是高通在2019年底發(fā)布的一款支持5G的擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）平臺(tái)，結(jié)合了高通在5G、AI和XR領(lǐng)域的技術(shù)。

XR2是跟驍龍865同一時(shí)間發(fā)布的，雖然沒有公開其具體參數(shù)，但我們可以看看驍龍865的參數(shù)做一個(gè)對(duì)比，驍龍865采用的是8核心，其中有4個(gè)A77架構(gòu)大核和4個(gè)A55架構(gòu)小核，而A77架構(gòu)的四個(gè)核心中還有一個(gè)超級(jí)大核，主頻達(dá)到了2.84GHZ，并給每個(gè)大核都有自己的二級(jí)緩存。GPU方面，驍龍865采用了Adreno 650。

據(jù)網(wǎng)友通過對(duì)Oculus Quest 2硬件參數(shù)分析，猜測XR2的參數(shù)應(yīng)該跟驍龍865是一樣的。至少GPU跟驍龍865一樣都是Adreno 650。

跟據(jù)高通官方的介紹，在視覺體驗(yàn)方面，XR 2平臺(tái)的 GPU可以以1.5倍像素填充率和3倍紋理速率，實(shí)現(xiàn)高效高品質(zhì)的圖形渲染。支持眼球追蹤的視覺聚焦渲染，支持更流暢刷新率的增強(qiáng)可變速率著色，可以在渲染重負(fù)載工作的同時(shí)保持低功耗。XR2的顯示單元可以支持高達(dá)90fps的3K×3K 單眼分辨率，在流傳輸和本地播放中支持60fps的8K 360度視頻。

在交互體驗(yàn)方面，XR 2 平臺(tái)引入了七路并行攝像頭支持和定制化的計(jì)算機(jī)視覺處理器，可以高度精確的實(shí)時(shí)追蹤用戶的頭部、嘴唇和眼球，支持 26 點(diǎn)手部骨骼追蹤。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)提供高效場景理解和 3D 重建。

音頻方面，驍龍XR2平臺(tái)在豐富的3D空間音效中提供全新水平的音頻層，以及非常清晰的語音交互，集成定制的始終開啟的、低功耗的Hexagon DSP，支持語音激活、情境偵測等硬件加速特性。

除了硬件平臺(tái)，高通還提供包括平臺(tái)API在內(nèi)的軟件和技術(shù)套裝，以及關(guān)鍵組件選擇、產(chǎn)品和硬件設(shè)計(jì)資料的參考設(shè)計(jì)。

目前有Oculus Quest 2、VIVE Focus 3、Pico Neo 3系列等新品采用了XR2平臺(tái)。

瑞芯微VR平臺(tái)
瑞芯微用于VR領(lǐng)域的主芯片主要有兩個(gè)，RK3288和RK3399。這兩款芯片的發(fā)布時(shí)間都比較早了，其中RK3288是2014年發(fā)布的，RK3399是2016年發(fā)布的。

據(jù)其官網(wǎng)介紹，RK3288采用了ARM Cortex-A17架構(gòu)的處理器，配置Mali-T76X系列GPU，支持硬解H.265編碼以及4K影片，而且支持HDMI2.0接口，能與4K電視機(jī)搭配使用。Mali T764 GPU除了擁有16個(gè)著色引擎外，另一大特色就是引入了多項(xiàng)內(nèi)存壓縮技術(shù)，如ASTC紋理壓縮技術(shù)、ARM 幀緩沖壓縮格式（ARM Frame Buffer Compression）、TransacTIon EliminaTIon智能消除技術(shù)。三大技術(shù)的運(yùn)用使RK3288圖像性能獲得全面提升。

RK3399的CPU采用big.LITTLE大小核架構(gòu)，擁有兩顆Cortex-A72大核心 四顆Cortex-A53小核心，最高主頻可達(dá)2.0GHz，是一顆64位六核處理器。且采用了成熟的28nm制程。

而在GPU方面，RK3399集成了ARM新一代高端圖像處理器Mali-T860@MP4 GPU，集成更多帶寬壓縮技術(shù)：如智能迭加、ASTC、本地像素存儲(chǔ)等，還支持更多的圖形和計(jì)算接口。這也是RK3399可以運(yùn)用到VR這一類對(duì)于圖形處理要求很高的產(chǎn)品上的原因。

此外，RK3399針對(duì)VR設(shè)備運(yùn)用了深度優(yōu)化的低時(shí)延技術(shù)，使得總體小于20ms。據(jù)了解，這個(gè)低延遲渲染的技術(shù)是在保證位置不變的情況下, 把渲染完的畫面根據(jù)最新獲取的傳感器朝向信息計(jì)算出一幀新的畫面, 再提交到顯示屏。結(jié)合驅(qū)動(dòng)級(jí)、圖像引擎級(jí)的優(yōu)化，最終可呈現(xiàn)舒適的視覺環(huán)境，比未優(yōu)化的Android系統(tǒng)提升5倍以上。同時(shí)，其具備75Hz以上刷新率（可以達(dá)到90Hz）、4K UHD解碼等優(yōu)勢特點(diǎn)。


此外，瑞芯微新推出的旗艦處理器RK3588也是可以支持VR應(yīng)用的，該處理器采用三星8nm工藝設(shè)計(jì)，搭載四核A76+四核A55的八核CPU和Arm高性能GPU，內(nèi)置6T算力的NPU。

據(jù)其官方介紹，RK3588具備強(qiáng)大的視覺處理能力，可支持結(jié)構(gòu)光、TOF等多種快速人臉解鎖方案；支持豐富的顯示接口，高達(dá)8K顯示處理能力；擴(kuò)展性好，支持PCIE3.0、SATA3.0、雙TypeC/USB3.1等高速接口，可做AI算力、圖像數(shù)據(jù)處理等擴(kuò)展。可應(yīng)用于ARMPC、高端平板電腦、邊緣計(jì)算服務(wù)器、虛擬現(xiàn)實(shí)、NVR、8K電視等方向。

全志VR芯片平臺(tái)
全志最新的一款VR平臺(tái)芯片是VR9，該芯片是2017年發(fā)布的，看起來已經(jīng)有快4年沒有更新其產(chǎn)品線了。

VR9處理器內(nèi)置四核Cortex A53 1.8GHz內(nèi)核，單個(gè)內(nèi)核擁有32KB L1指令緩存和32KB L1數(shù)據(jù)緩存，共享512KB L2緩存，并搭載Mali T760 GPU核心，支持OpenGL ES 3.2和Open CL 1.1；它支持多種閃存類型，圖像方面最高支持HEVC 6K @ 30fps ，HEVC/VP9 4K @ 60fps硬件解碼輸出。其他還包括雙屏驅(qū)動(dòng)單元，Portal 1.0 VR加速模塊和SmartColor 3.0智能顯示引擎。

看起來，VR9的性能并不高，但好處是，它添加了很多VR專用單元，可以實(shí)現(xiàn)高性能低功耗的VR表現(xiàn)，發(fā)熱較低，因此，比較容易解決VR體驗(yàn)的發(fā)熱和噪音問題。處理器內(nèi)置定制專業(yè)功耗管理IC，提供過電壓電流過載保護(hù)，保障了使用者的安全。

另外，芯片的雙屏驅(qū)動(dòng)單元是一個(gè)專為VR設(shè)計(jì)的輸出單元，成本比較低，可以輸出兩個(gè)獨(dú)立且同步的畫面。增加的Portal 1.0則是硬件級(jí)VR加速單元，支持VR需要的基本處理流程，例如ATW（異步時(shí)間扭曲），抗色散，反畸變，其中ATW技術(shù)最初由Oculus開發(fā)，可以用較低的GPU開銷實(shí)現(xiàn)20ms以下的VR延遲。

VR9還集成傳感器控制中樞：SensorHUB。它可以用低功耗狀態(tài)實(shí)現(xiàn)1000tps實(shí)時(shí)信號(hào)捕捉，使9軸陀螺儀的處理能力翻倍，這樣，頭部運(yùn)動(dòng)追蹤體驗(yàn)就更加流暢，并支持內(nèi)置式（Inside-Out）6自由度位置追蹤系統(tǒng)。

結(jié)語
雖然瑞芯微，全志科技等國內(nèi)廠商進(jìn)入AR/VRD的時(shí)間比較早，但看起來他們都已經(jīng)有比較長一段時(shí)間沒有更新自己的產(chǎn)品線了，估計(jì)跟這兩年AR/VR市場的熱度逐漸降低有關(guān)。反而是高通針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的幾款芯片。如今新的虛擬顯示產(chǎn)品基本都采用了高通的解決方案估計(jì)也是這個(gè)原因。

不過，相信隨著市場熱度的提高，國內(nèi)廠商們應(yīng)該也會(huì)逐漸重視這塊市場的。


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