史上最全的VR十款芯片整理,VR硬件创业者必收藏

发表于2016-08-18
评论0 484浏览

VR的最终竞争还是技术的竞争,而芯片作为VR的最重要部分,决定着一台机器的技术高度,今天且来看看目前市面上介入了VR的十款芯片!

高通骁龙820

作为业内最为知名的芯片供应商,高通的芯片无疑是最被热捧的。先来看下规格。

目前已经使用这款芯片的有PicoVR一体机,而上个月酷开也宣布将会使用该芯片来做其VR一体机产品“任意门”。


骁龙820跟上代相比,其GPU Adreno 530较Adreno 430能耗降低40%,并且图形和GPU计算性能提升达40%。如今这款一体机又似乎巧妙平衡了性能、续航和重量的问题。

联发科Helio x30

据EEFOCUS的一篇文章:去年传出的消息是Helio X30将在2016年年中正式发布,规格方面除了继续十核心(六个A72加四个A53),还会将内存从LPDDR3升级到支持LPDDR4,并加入高速存储标准UFS。


近日又有官方消息称,“Helio X30”会改为10nm制程,由台积电操刀,新品预定年底对客户送样,明年初量产。这样一来,Helio X30要进入VR市场在时间点上就比骁龙820晚了一年,恐怕要错过最佳时机了。不过如果Helio X30在价格上具有足够竞争力,不排除很多厂商为成本考虑在下一代产品中从骁龙820跳票到Helio X30的可能,这在智能手机市场上已有先例。


据泄露的信息显示,Helio X30配备了四颗应对重度任务的Cortex-A72核心(主频为2.5GHz)。此外,它还配备了两颗主频为2.0GHz的Cortex-A72核心、 两颗主频为1.5GHz的Cortex-A53核心和两颗主频为1.0GHz的Cortex-A35核心。同时,Helio X30还将整合ARM最新的Mali-T880显卡。Helio X30还会通过插入手机的方式,支持2K×2K分辨率的VR虚拟现实技术。

三星Exynos8890

三星在官网正式发布新一代旗舰处理器Exynos 8890,14mm FinFET LPP工艺制造,八核心big.LITTLE架构设计,首次采用四个自主定制的大核心(代号“猫鼬”Mongoose)+四个Cortex A53小核心,算是半自主架构。相比上一代Exynos 7420,性能提升30%以上,功耗降低10%。


核心频率方面没有公布,之前的说法是,猫鼬核心的标准频率为2.3GHz,但可以超频到2.5GHz;而另一半的A53核心标准频率为1.56GHz,也能超频到2.2GHz。但这一消息,并未得到官方确认。


GPU方面是绝对的亮点,和华为麒麟950一样选择了Mali-T880,但后缀是“MP12”,开了12个核心(完整16个),性能自然有大幅度提升。相比之下,麒麟950只有4个核心。


与上一代Mali-T760 GPU相比,Mali-T880性能提高1.8倍、能效提升40%。原生10位色差支持高保真4K显示,完全支持当前和下一代API。


基带方面与骁龙820一样,支持Cat.12/Cat.13标准,理论下载速度提升到600Mbps,上传150Mbps。

以Highglass嗨镜为例,其搭载双目0.7英寸OLED显示屏,单目分辨率为1080P,清晰度高达3147PPI。而其核心元件 RK3288芯片采用频率高达1.8GHz的超强四核Cortex-A17架构及性能顶尖的Mali-T764 GPU,带来强悍的硬件性能。最终为Highglass嗨镜带来2D/3D视频播放、4K全高清、H.265硬解码、全格式视频硬件码、DTS音频解码、 支持蓝牙4.0、2.4/5G双模WiFi等特性。让750英寸3D巨幕直接出现在消费者眼前。

全志科技H8/A80

全志科技在VR领域储备已久,偶米科技的首款Uranus one VR一体机采用全志科技的H8芯片方案。全志H8八核基于台积电最新领先的28纳米制造工艺,采用8个ARM Cortex-A7内核,支持8核心同时2.0GHz高速运行,同时搭配Imagination 旗下强劲的PowerVR SGX544 图像处理架构, 工作频率可达700M左右。


多媒体方面, H8支持多格式1080p@60fps视频编解码, 支持H.265/HEVC视频处理,集成8M ISP图像信号处理架构,可支持800万像素摄像头。 显示方面,H8支持HDMI 1080p@60fps显示,支持HDCP V1.2协议,支持HDMI CEC。此外,H8集成了全志新一代丽色显示技术,图像显示质量进一步提升。事实上,H8芯片最早是应用于电视盒子。


睿悦信息在2015年底推出的Nibiru基于Nibiru VR ROM的VR一体机产品采用了全志A80芯片作为CPU。

盈方电子定制化VR芯片

2015年11月9日,腾讯miniStation微游戏机发布,经拆解后发现主芯片上醒目地印有两个Logo:Tencent、INFOTM。


其中INFOTM是“上海盈方微电子”的公司的英文名称,这是一家专业集成电路设计公司,专注于移动互联网终端应用处理器芯片的研发。典型应用为平板电脑、智能手机、相机及摄像头等;同时它也为合作方提供集成度高的涉及系统、软件、芯片的综合解决方案。


如此看来,这块定制芯片应该就是腾讯委托盈方微电子设计、加工而成,然后双方在芯片上共同留有Logo,形成双品牌。


这颗定制的芯片的基本信息和功能:

  1. 内部采用高性能128位的处理器,据称不同于目前主流的64位处理器,在数据处理方面执行效率更高;所以可以实现超低延迟的数据处理。

  2. 可并行处理多通道多媒体数据,包括音频、视频和互动数据;

  3. 采用了先进的图像处理和传输技术;这些应该都是实现超高无线跨屏传输的重要技术。

  4. 针对VR技术进行了专门的算法优化。

  5. 也不排除盈方微电子的定制化芯片的成功将带动该公司逐渐推出通用产品面向广大VR厂商销售的情况。

炬芯(S900VR / V500)

炬芯也很早就杀入这块市场,最开始是与哆哚合作,但是产品却迟迟没有量产,所以整体延缓了进度。


目前炬芯针对VR一体机市场主要有两款芯片S900VR和V500。说白了,这两款芯片也是炬芯之前的S900和S500的马甲版,当然都有针对VR一体机进行相应的优化。


炬芯S900基于64位Cortex-A53四核,GPU是PowerVR G6230。整体性能不弱。炬芯称,S900VR可满足VR产品三大技术标准。并且由于是64位架构,所以相对其他32位方案来说还是有一定的优势。另外炬芯的价格一向也很犀利,所以也还蛮值得期待的。

英特尔(CherryTrail)

在依托于主机和PC的VR设备市场,英特尔有很大的优势。不过在便携式VR一体机市场,英特尔方案用的人则相对较少。而且有用的主要也是其14nm的CherryTrail平台。


比如,暴风于去年11月发布的魔王一体机采用的就是英特尔Z8700四核。今年年初曝光的3Glasses W1同样也是CherryTrail平台的四核(具体型号未知)。


不过即便是14nm的英特尔CherryTrail平台,用在VR上,发热也还是很感人的。特别是对于性能较强的Z8700来说。


或许正是由于发热的原因,所以亿道旗下的亿境VR一体机选择了CherryTrail平台的Z8350四核。

NVIDIA(Tegra K1)

虽然NVIDIA已经退出了手机市场,但是其移动处理器产品线依然存在,而且还活跃在掌机市场,比如NVIDIA自己推的SHIELD游戏机。


虽然Tegra K1早在2014年就发布了,但其依然是NVIDIA目前最高阶的移动处理器。对于做显卡出身的NVIDIA来说,Tegra K1在图形处理器能力上非常的强悍。


Tegra K1一共有两个版本,一款是基于Cortex-A15架构的32位四核心版本,最高主频为2.3GHz;另一款则是基于64位ARMv8架构的双核丹佛(Denver)CPU核心,最高主频可达2.5GHz。这两款处理器均搭载了192核心的开普勒GPU,支持基于DirectX 11.1的虚幻4游戏引擎,能让移动设备实现PC级的游戏特效。


前几日,NVIDIA 发布了最新显卡GeForce GTX 1080,在今天的 Unreal Open Day 2016 上,NVIDIA 还公布了 GTX 1080 中国区建议零售价,公版 4599 元,开发者版 5399 元,5 月 27 日正式发售。卡皇在中国区的售价比想象中要高,但它的性能也可以说是强大到毫无道理可言。

关于芯片,我们还需要知道这些
  • 哪些厂商在做为VR优化过的芯片?

国内的瑞芯微推出了RK3399芯片;全志则即将在在21日发布一套基于自家芯片的VR硬件解决方案。国外方面,除了高通,三星Exynos驱动着Gear VR和大朋VR一体机;HoloLens、暴风魔王和3Glasses Blubur W1用的是Intel 的芯片;负责设计芯片架构的ARM也在为VR做优化。


  • 芯片厂所谓的“为VR做优化”到底是什么?

近日,为了突显 NVIDIA Pascal 架构 GPU 在 VR 领域的优势,NVIDIA 专门为 GTX 1080 量身打造了一款 VR 游戏《VR Funhouse》,集结了 NVIDIA 为沉浸式体验所开发的 VR 音频、视觉和触觉技术。


目前动作最大的高通,提供了一个底层SDK,方便开发者调用传感器数据,同时还对GPU渲染方面和功耗做了一些优化。至于高通优化的效果,VR直播服务商NextVR曾利用高通优化过的820开发了一款直播app,创始人Dave Cole在接受RoadtoVR采访时表示,“这项新科技抬高了移动VR的门槛,并让搭载820的手机领先于目前市场上最好的移动VR。”


目前厂商们大都只是在针对智能手机和平板的SoC基础之上为VR做优化,未来VR市场壮大,推出专门芯片也不是不可能,甚至会出现独立GPU,Google的Project Tango就有设计专门负责3D处理的芯片。


  • 内容决定硬件及不及格?

据许多许多厂商们都表示,移动VR适合比较碎片化和比较轻的应用。在他们看来,这使得移动VR对芯片性能的要求没那么高,再加上合适的优化,估计产品就差不多了。许多厂商也奉行一种占坑策略,即虽然现在只能做到勉强及格,但移动处理器进步这么快,过几年就会越来越好了,就像当初iPhone一代发布那样。


有深圳VR一体机方案商表示,“内容决定硬件及不及格”。意思就是如果用移动VR去体验大型游戏,自然是不及格的,但如果只是玩一些轻应用,那么它就是及格。


这种观点有其合理之处,不过业内人士认为,“再初级的VR对性能都是有要求的,哪方面短都不行”。于是又回到了移动VR及格线之争了,按照诺亦腾CTO戴若犁的观点,移动VR的及格线应该是Gear VR。实际上业内人士亦认为芯片上VR的及格线是三星Exynos 7420。这意味着国内大部分产品都还没有达到这个及格线。

VR产品体验三大关键技术指标
  • 低于20ms毫秒延时、75Hz以上屏幕刷新率、1K陀螺仪刷新率

VR的体验实际上需要复杂的技术处理流程,从传感器采集、传输、游戏引擎处理、驱动硬件渲染画面、液晶像素颜色切换,最后到人眼看到对应的画面,中间经过的每一个步骤都会产生一个Latency我们称之为延迟。由此,衍生出VR产品必须支持的三个关键参数指标——20ms毫秒延时、75Hz以上画面刷新率、1K以上陀螺仪刷新率。


VR延时指VR设备头部运动与视觉感知的匹配程度,人类生物研究表明,人类头动和视野回传的延迟须低于20ms毫秒,否则将产生视觉拖影感从而导致强烈眩晕。按照以上三大指标的算法VR标准解析如下:


目前TFT屏幕延时本身都高于20ms毫秒,故VR产品硬件只考虑OLED或更好屏幕,我们先来看一下通常OLED屏幕刷新率在60Hz的情况,用公式1秒/60Hz =16.67ms毫秒再除以2只眼睛来推算,每只眼的延时为8.3毫秒是该VR设备无法绕开的硬延时,若要达到较好VR体验,还需考虑“OLED屏幕延时2ms毫秒”+“反畸变和反色散算法延时”的3ms毫秒+“1K刷新率陀螺仪本身延时1m精度加数据上报延时1ms”的2ms毫秒,则VR产品的GPU性能速度必须在20ms-8.3ms-2ms-3ms-2ms也就是4.7ms毫秒内做完各种渲染回传至人眼;依据目前芯片GPU性能推算,当屏幕刷新率在75Hz或以上时, VR产品的体验效果则愈发流畅,故芯片GPU的能力以及配套的深度算法是决定VR产品体验的关键因素。


提高刷新率是提升VR体验的大势所趋,刷新率越高VR延时越小,屏的闪烁感以及延时也会得到改善,体验也越好;而采用低于60Hz刷新率屏幕甚至是TFT屏幕的VR产品在延时方面无法提升,体验极为糟糕且眩晕感强烈,被业内定义为缺陷级VR产品。故当前支持刷新率在75Hz~90Hz区间的VR设备为入门级标准指标;高于90Hz的VR设备为中阶VR产品。

VR产品GPU性能标准
  • 不低于3亿的三角形输出率,VR产品GPU性能标准

通常VR业界将其划分三大类别:移动端头显、PC端头显和一体机头显。要获得更优质体验无论哪种形式的VR,对芯片图形图像处理器GPU性能的要求都非常高,GPU决定了是否能满足20ms毫秒以内延时及支持75Hz~90Hz屏幕刷新率这两大VR关键指标。


GPU性能量化一般由业界标准的“三角形填充率”为依据,按照目前市场上主流入门级VR的GPU所采用的maliT760MP4性能推算,28nm纳米 HPM制造工艺下运行频率600MHz,输出率每秒超过3亿个三角形、每秒2.6G像素填充率。故GPU性能每秒必须达到300M即3亿的三角形输出率才符合入门级别VR产品的要求,所有GPU三角形输出率低于13.9亿数值的芯片,无论CPU是四核还是八核的配置,都不符合入门级别VR产品行业标准,更无法支持主流中阶VR市场。

VR产业技术标准将净化市场

市场研究机构Strategy Analytics最新全球虚拟实境头戴式装置预测报告显示,2016年全球虚拟实境(VR)头戴式装置的出货量约有1,280万台。强劲行业规模与市场爆涨速度的同时,不可避免地产生了阴影,包括硬件产品形态各异、关键参数模糊不明,体验感极其差、价格两极化等。在“逐利”的本质驱动下,产业活跃着大炒概念炒作、混淆视听者。


作为下一个改变世界的计算平台,VR产品的使用体验将直接影响整个行业的进程。最新全球VR技术标准,对产品延时及刷新率作出的明确要求,这将迅速规范VR行业并提升消费市场认知。


业内分析,在VR硬件开发过程中,光学技术、沉浸式方案、跟光学配合的结构设计、SDK、开发者工具是整合方案,如果最基础技术指标都无法达到,体验就不可能做好,VR产业生态也就无从谈起。此期间出炉的VR产业技术标准,无异起到净化行业的作用,它将加速体验感较差、影响VR产业发展进程的品牌、解决方案商淘汰速度。


对于许多厂商的占坑策略,业内人士认为这样想太幼稚了,“硬件对所有人都是公平的,反正又不是我们制造芯片。一个方案,你能用别人也照样能用,关键看优化能力、软硬件结合能力。”

VR瓶颈和挑战
  • 眩晕感难以根除

晕眩感无疑是VR用户的首要痛点。目前VR设备在长时间佩戴后,普遍易造成用户身体不适。遗憾的是,经过各个公司长期不懈的努力,眩晕感问题目前并没有得到显著解决。具体来说,造成眩晕感的原因主要有三:画面质量差、模拟晕眩症以及延迟晕眩症。


造成晕眩的原因非常复杂,短期内难以完全消除,这其中既有技术瓶颈,也有商业化的成本瓶颈,还有缺乏核心人才的人力资源瓶颈,解决晕眩绝非朝夕之功。但反过来讲,一旦眩晕的问题得到解决,整个VR产业必将迎来一轮大爆发。


  • 成本高昂

任何新兴技术从实验室,走入千家万户往往需要经历“痛苦”的商业化过程。在VR头盔方面,就拿不久前发布的Oculus Rift消费者版来看,光头盔的定价就高达599美元,国内玩家购买还得算上邮费和税收,将近5000人民币一台。更为苛刻的是,大部分买了Rift的人还必须同时配备一台性能足够优秀的PC(约7000人民币以上,主要对显卡要求高),才能对这款设备做出客观的评价。这样算下来,整套设备的投入高达12000以上。


不过,各厂商对此普遍持乐观态度,认为这是一个随着技术推进、自然而然就能解决的问题。同等配置的电脑、手机价格正在逐年下降;同时,随着VR硬件技术的不断提高,成本也会持续下降。有业内人士预测,2年后VR全套设备的价格就能达到普通人也消费得起的状态。


  • 硬件标准不统一

如同大多数新兴行业一样,VR产业的硬件目前没有统一标准,相比研发门槛高、发展相对成熟的PC端头盔,成本低廉,门槛更低的移动VR硬件市场,标准混乱现象更加明显。


目前,用户手中的智能手机屏幕大小各式各样,但VR眼镜的光学是固定的,虽然目前大部分国产VR眼镜都宣称自己适配多个尺寸的手机,但实际放入不同尺寸的手机后,可视角度从60度到90度不等,体验无法统一。此外,手机本身的性能也有很大影响,高配置的手机陀螺仪精准、运行VR软件没有延迟,但低端的手机体验就会差很多。


  • 输入方式和外设品类标准混乱

如果说移动VR标准的不统一还勉强算“乱中有序”,那么VR输入方式和外设品类标准的混乱就真正可称得上“杂乱无章”了。


目前VR的输入方式完全没有标准,各厂商各行其是,传统输入方式(鼠标、键盘、电容屏触摸)、遥控器、手柄、体感设备、跑步机、座椅、方向盘、麦克风等,每种操控方式又有多家厂商产品。在这样混乱的局面下,各CP投入大量的人力和物力去一一适配这些种类繁多的输入设备,显然不太现实。


输入繁杂不定的原因,是因为三维人机交互的标准输入设备还未出现。就目前三大厂商的输入设备来看,“传承游戏手柄按键的六自由度手柄”最有可能成为近几年VR标准输入设备。这种体感手柄,传承了普通游戏手柄的按键,同时能够追踪玩家双手的位置。能够初步满足三维人机交互的需求,Oculus把这个产品命名为OculusTouch。不过,随着计算机视觉技术的发展,业内人士预测最自然的“裸手输入”将成为标准的VR输入方式,我们将会像电影《钢铁侠》中演的那样,直接通过自己的双手进行交互。


也许以上种种瓶颈难以短时间内一一解决,但在包括VR产业在内的任何新兴行业,都存在着一贴“包治百病”的药方——杀手级应用。


正如《阿凡达》之于3D电影,《愤怒的小鸟》、《水果忍者》之于触屏手机,一款杀手级应用可引爆局部市场,形成供需两旺的良性循环。VR产业或许也需要一款交互体验足够创新、画面效果足够震撼、让用户能为之花高价购买硬件的杀手级应用,来推动VR产业的发展和成熟。


  • 人才紧缺

人力资源正在成为制约VR产业发展的重要瓶颈。就内容制作层面来说,做优化工作的人才便十分紧缺。VR游戏的优化主要在两个层面:第一是美术,针对多边形的数量、材质、粒子特效、光影效果等方面的优化,可以能使得画面更逼真,给用户更好的沉浸体验;第二是程序,优化过后的游戏内容可以使用最简单的编程语言达到同样的效果,降低硬件的计算量,进而改善延迟和卡顿。


推荐其他技术相关阅读:

“我到底需要融资多少钱?”

ChinaVenture:中国VR行业研究报告

旅行,你还在传统的道路上吗?

最常见的7种AR增强现实技术表现方式

看了很久很久,国内外大公司VR产业布局图集!

如社区发表内容存在侵权行为,您可以点击这里查看侵权投诉指引

游戏学院公众号二维码
腾讯游戏学院
微信公众号

提供更专业的游戏知识学习平台