面向未來AR眼鏡的全新異構(gòu)芯片設(shè)計方案

AR行業(yè)是否到了需要一顆專用芯片的拐點？近期，Rokid與安謀科技聯(lián)合造芯的消息，把這一話題拋到了行業(yè)聚光燈下。

2017年，就在蘋果憑借iPhone和Apple Watch中的自研芯片斬獲成功果實時，其Mac產(chǎn)品卻在性能優(yōu)化升級過程中遇到瓶頸。

自加入蘋果后，芯片工程師斯魯吉就一直致力于根據(jù)蘋果設(shè)備的特定需求設(shè)計芯片，而不是使用滿足通用要求的芯片。

當(dāng)時，斯魯吉啟動了一項風(fēng)險很大的項目：用自研的M1芯片取代蘋果筆記本電腦和臺式機15年來使用的英特爾處理器。

這一震驚PC行業(yè)的決定不僅使蘋果跟其他競爭對手拉開巨大的領(lǐng)先優(yōu)勢，也為其進軍汽車、VR等潛在未來產(chǎn)品打下基礎(chǔ)。

AR行業(yè)即將開啟專用芯片之路，是否會延續(xù)當(dāng)年蘋果的破局神話？

移動時代的通用芯片 無法撐起AR眼鏡的未來

從手機的平面交互到VR的虛擬現(xiàn)實交互，再到AR的虛實融合交互，每一級的芯片算力需求都是指數(shù)級增長。

Meta的Oculus主打VR場景，對芯片算力要求比手機高得多，但VR設(shè)備體積相對AR更大，對芯片功耗、體積的需求并不迫切。

微軟的Hololens主打特定AR場景的使用，而不是日常佩戴，因此理論上只要在頭部承重范圍內(nèi)，可以不斷增加芯片以滿足其功能需求。即使如此，在三代產(chǎn)品上，Hololens也已牽手三星開始定制芯片。

2012年采用棱鏡方案的Google Glass曾做到50g的輕量級，但信息顯示受限，屏幕成像效果不理想，也無法滿足C端多樣化的場景需求。

2021年，Rokid推出了自重為83g的AR眼鏡Rokid Air，在輕量級上帶領(lǐng)行業(yè)跨進了一大步。但距離一副日常佩戴的眼鏡重量還有提升空間。

圖為目前市面上AR眼鏡的主流芯片方案；當(dāng)前普遍的“芯片拼搭模式”不僅帶來更大的PCB面積，還造成更高的功耗，更大的佩戴尺寸（圖源：Rokid）

媲美一副墨鏡的重量，提供極致的交互體驗，以滿足日常佩戴需求，相信這是AR眼鏡未來的進化方向。但很明顯，目前的通用型芯片在處理能力、功耗和性能上已滿足不了未來便攜型AR眼鏡的發(fā)展需求。

PC和移動時代的芯片已無法撐起面向未來的AR眼鏡。

據(jù)調(diào)研機構(gòu)預(yù)測，2025年AR眼鏡產(chǎn)品出貨量將出現(xiàn)新高點（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

面向未來AR眼鏡的

全新異構(gòu)芯片設(shè)計方案

隨著元宇宙盛行，安謀科技作為中國最大的芯片設(shè)計IP開發(fā)和服務(wù)供應(yīng)商之一，涉足元宇宙芯片并不意外。

據(jù)悉，Rokid攜手安謀科技要研發(fā)的專用芯片將采用高集成度、小封裝、低功耗、低延遲、高性能的異構(gòu)設(shè)計方案，提升影像和傳感器數(shù)據(jù)質(zhì)量，實現(xiàn)更好的AR體驗。預(yù)期這顆AR芯片整體功耗在幾百毫瓦，同時尺寸做到小拇指甲蓋大小。

Rokid將在OS（YodaOS-XR）和算法引擎（SLAM、手勢、數(shù)字人等）層面賦能，為面向未來的真正輕量、可以舒適佩戴的增強現(xiàn)實AR眼鏡產(chǎn)品下注。

圖源：Rokid

值得注意的是，這顆定制AR芯片不僅僅是把幾個小芯片進行簡單集成，而是通過芯片pipeline的低延遲設(shè)計，加速數(shù)據(jù)的讀取、傳輸和處理，把所有數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)絉okid Station或手機上完成計算，以保證更好的實時性，比如SLAM要求更低的MTP （motion to photon） 延遲。

勇闖AR造“芯”無人區(qū)

Rokid底氣何在？

|“首先和最重要的是，如果我們這樣做，我們能提供更好的產(chǎn)品嗎？”斯魯吉在談到蘋果要造M1芯片的這場辯論時說，“這是首要問題。這和芯片無關(guān)。蘋果不是一家芯片公司。”

相對于跨界進入芯片領(lǐng)域的廠商，AR眼鏡廠商公司推出自己的芯片則是一件更自然的事情。

筆者注意到，早在2018年Rokid就發(fā)布了自研AI芯片KAMINO18，這款芯片模組和1元硬幣大小接近。當(dāng)時通用的芯片都是用CPU做運算，但Rokid創(chuàng)造性選擇用異構(gòu)的方式來提升性能。

Rokid CEO Misa在當(dāng)時透露：“Rokid不通過芯片賺錢，Rokid也不是以做芯片為出發(fā)點的，因為對我們來講，行業(yè)的人都知道芯片的利潤特別低，只是因為市面上沒有我們需要的，所以我們來做，如果市面上有我就用它。Rokid不是一家芯片公司，而是人機交互技術(shù)公司，未來Rokid的芯片還會加入機器視覺方面的能力。”

2018年，Rokid選擇集成 DSP 的AI芯片，在處理語音算法時實現(xiàn)數(shù)量級的提升；定制 NPU完成深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法，比單純用CPU來計算效率提高 30～50 倍（圖源：Rokid）

時隔4年，這家還在成長中的創(chuàng)業(yè)公司要再一次在人機交互產(chǎn)品上創(chuàng)造AR芯片神話。

在“拿來主義”的捷徑面前，Rokid憑什么敢走自研芯片這條“艱難且險峻之路”？

一是源于其產(chǎn)品迭代和場景落地的成熟經(jīng)驗。2021年是元宇宙元年，但在AR細分領(lǐng)域，Rokid已深耕了至少5年，擁有從硬件到軟件，從技術(shù)底層到應(yīng)用場景全覆蓋的完備解決方案。

截止目前，Rokid已有四款A(yù)R設(shè)備實現(xiàn)量產(chǎn)及規(guī)?；瘧?yīng)用：紅外測溫眼鏡Rokid Glass、分體式陣列光波導(dǎo)AR眼鏡Rokid Glass 2、一體式工業(yè)AR頭環(huán)Rokid X-Craft、以及消費級AR眼鏡Rokid Air。囊括從單目到雙目、從一體到分體、從工業(yè)級到消費級等多種設(shè)備形態(tài)，覆蓋油氣、電力、汽車、防疫、文旅展陳、零售、個體消費者等豐富場景。

這些經(jīng)驗的積累使得Rokid對AR產(chǎn)品的市場需求與發(fā)展趨勢的研判都更為精準，能夠為芯片設(shè)計提供更合理的方案。

圖源：Rokid

二是“自研芯片+自主OS”的緊耦合。芯片不能孤立進化，軟硬一體的高度協(xié)同才能夠使計算性能最大化。在此之前，Rokid已自主開發(fā)了一套面向AR眼鏡的操作系統(tǒng)YodaOS-XR。

這是一個支持多模態(tài)交互、跨平臺的操作系統(tǒng)。對Rokid來說，自己的芯片搭載自己的OS及軟件生態(tài)，系統(tǒng)和算法的性能將發(fā)揮到最優(yōu)，AR眼鏡的功耗與交互的延遲度能夠進一步降低，帶來更極致用戶體驗的同時，產(chǎn)品創(chuàng)新的自主權(quán)和想象空間也會無限大。

圖源：Rokid

筑牢未來競爭壁壘

補齊生態(tài)最后一塊拼圖

從2020年開始，全球深陷“缺芯潮”危機，中國科技企業(yè)意識到在尖端且核心科技領(lǐng)域被“卡脖子”的滋味并不好受，車企、手機廠商、互聯(lián)網(wǎng)大廠接二連三扎進“造芯”賽道。

方興未艾的AR行業(yè)頭上，也高懸著一把“達摩克利斯之劍”。

站在元宇宙的窗口，Rokid搶先踏上AR造芯的拓荒之路，用“自研芯片+OS”打造產(chǎn)品護城河。一硬一軟的自主研發(fā)，成為掌握科技競爭主動權(quán)的核心倚仗。

當(dāng)然，目前XR領(lǐng)域的競爭將愈演愈烈，互聯(lián)網(wǎng)和手機巨頭們雖未正式入局，但不排除全面入局的可能性。

Rokid作為行業(yè)先行者，并沒有逃避這個問題，而是早早在“生態(tài)版圖”上布下先手棋。

這款自研芯片在Rokid的版圖中，可能意味著生態(tài)鏈的最后一環(huán)，也是最關(guān)鍵一環(huán)。至此，Rokid將形成“芯片+操作系統(tǒng)+算法引擎+平臺+硬件”的完整生態(tài)，進一步筑牢產(chǎn)品競爭壁壘。

站在行業(yè)角度，這顆芯片作為AR造芯的開端，將為后續(xù)AR芯片的迭代與升級積淀下寶貴經(jīng)驗。Rokid對AR產(chǎn)品、技術(shù)、用戶、市場的理解以及對整個行業(yè)和生態(tài)的理解也將通過這顆芯片的落地輸送給合作伙伴。

隨著Rokid與安謀科技的“芯”動作，元宇宙行業(yè)是否將站上加速期？我們拭目以待。