AR/VR市场的主要芯片解决方案有哪些

2020年底的时候，根据IDC发布的报告显示，2020年AR/VR市场全球支出规模达到120.7亿美元，其中中国总支出是66亿美元左右，占整个市场的55%。虽然近两年AR/VR的市场热度有所下降，但其实市场规模一直在不断增长中。

根据IDC的估计，2020年至2024年五年期间，全球AR/VR市场规模的年均增长率有望达到54%。目前，已经有不少企业在AR/VR领域内布局了，比如在主控芯片方面，高通已经推出了专门针对AR/VR市场的骁龙XR2平台，国内的瑞芯微和全志科技也有相应布局。 刚开始很多AR/VR厂商都是用手机主芯片来设计的，但随着AR/VR市场越来越受到重视，开始有厂商推出专门的AR/VR芯片，今天我们就来看看AR/VR领域主要用到的主控芯片和方案有哪些？

高通骁龙XR2平台

骁龙XR2平台是高通在2019年底发布的一款支持5G的扩展现实（XR）平台，结合了高通在5G、AI和XR领域的技术。XR2是跟骁龙865同一时间发布的，虽然没有公开其具体参数，但我们可以看看骁龙865的参数做一个对比，骁龙865采用的是8核心，其中有4个A77架构大核和4个A55架构小核，而A77架构的四个核心中还有一个超级大核，主频达到了2.84GHZ，并给每个大核都有自己的二级缓存。GPU方面，骁龙865采用了Adreno 650。

据网友通过对Oculus Quest 2硬件参数分析，猜测XR2的参数应该跟骁龙865是一样的。至少GPU跟骁龙865一样都是Adreno 650。

根据高通官方的介绍，在视觉体验方面，XR 2平台的 GPU可以以1.5倍像素填充率和3倍纹理速率，实现高效高品质的图形渲染。支持眼球追踪的视觉聚焦渲染，支持更流畅刷新率的增强可变速率着色，可以在渲染重负载工作的同时保持低功耗。XR2的显示单元可以支持高达90fps的3K×3K 单眼分辨率，在流传输和本地播放中支持60fps的8K 360度视频。

在交互体验方面，XR 2 平台引入了七路并行摄像头支持和定制化的计算机视觉处理器，可以高度精确的实时追踪用户的头部、嘴唇和眼球，支持 26 点手部骨骼追踪。计算机视觉技术提供高效场景理解和 3D 重建。 音频方面，骁龙XR2平台在丰富的3D空间音效中提供全新水平的音频层，以及非常清晰的语音交互，集成定制的始终开启的、低功耗的Hexagon DSP，支持语音激活、情境侦测等硬件加速特性。

除了硬件平台，高通还提供包括平台API在内的软件和技术套装，以及关键组件选择、产品和硬件设计资料的参考设计。

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

瑞芯微VR平台

瑞芯微用于VR领域的主芯片主要有两个，RK3288和RK3399。这两款芯片的发布时间都比较早了，其中RK3288是2014年发布的，RK3399是2016年发布的。 据其官网介绍，RK3288采用了ARM Cortex-A17架构的处理器，配置Mali-T76X系列GPU，支持硬解H.265编码以及4K影片，而且支持HDMI2.0接口，能与4K电视机搭配使用。Mali T764 GPU除了拥有16个着色引擎外，另一大特色就是引入了多项内存压缩技术，如ASTC纹理压缩技术、ARM 帧缓冲压缩格式（ARM Frame Buffer Compression）、TransacTIon EliminaTIon智能消除技术。三大技术的运用使RK3288图像性能获得全面提升。

RK3399的CPU采用big.LITTLE大小核架构，拥有两颗Cortex-A72大核心 四颗Cortex-A53小核心，最高主频可达2.0GHz，是一颗64位六核处理器。且采用了成熟的28nm制程。

而在GPU方面，RK3399集成了ARM新一代高端图像处理器Mali-T860@MP4 GPU，集成更多带宽压缩技术：如智能迭加、ASTC、本地像素存储等，还支持更多的图形和计算接口。这也是RK3399可以运用到VR这一类对于图形处理要求很高的产品上的原因。

此外，RK3399针对VR设备运用了深度优化的低时延技术，使得总体小于20ms。据了解，这个低延迟渲染的技术是在保证位置不变的情况下， 把渲染完的画面根据最新获取的传感器朝向信息计算出一帧新的画面， 再提交到显示屏。结合驱动级、图像引擎级的优化，最终可呈现舒适的视觉环境，比未优化的Android系统提升5倍以上。同时，其具备75Hz以上刷新率（可以达到90Hz）、4K UHD解码等优势特点。

此外，瑞芯微新推出的旗舰处理器RK3588也是可以支持VR应用的，该处理器采用三星8nm工艺设计，搭载四核A76+四核A55的八核CPU和Arm高性能GPU，内置6T算力的NPU。 据其官方介绍，RK3588具备强大的视觉处理能力，可支持结构光、TOF等多种快速人脸解锁方案；支持丰富的显示接口，高达8K显示处理能力；扩展性好，支持PCIE3.0、SATA3.0、双TypeC/USB3.1等高速接口，可做AI算力、图像数据处理等扩展。可应用于ARMPC、高端平板电脑、边缘计算服务器、虚拟现实、NVR、8K电视等方向。

全志VR芯片平台

全志最新的一款VR平台芯片是VR9，该芯片是2017年发布的，看起来已经有快4年没有更新其产品线了。 VR9处理器内置四核Cortex A53 1.8GHz内核，单个内核拥有32KB L1指令缓存和32KB L1数据缓存，共享512KB L2缓存，并搭载Mali T760 GPU核心，支持OpenGL ES 3.2和Open CL 1.1；它支持多种闪存类型，图像方面最高支持HEVC 6K @ 30fps ，HEVC/VP9 4K @ 60fps硬件解码输出。其他还包括双屏驱动单元，Portal 1.0 VR加速模块和SmartColor 3.0智能显示引擎。

图：全志VR9芯片框图。 看起来，VR9的性能并不高，但好处是，它添加了很多VR专用单元，可以实现高性能低功耗的VR表现，发热较低，因此，比较容易解决VR体验的发热和噪音问题。处理器内置定制专业功耗管理IC，提供过电压电流过载保护，保障了使用者的安全。

另外，芯片的双屏驱动单元是一个专为VR设计的输出单元，成本比较低，可以输出两个独立且同步的画面。增加的Portal 1.0则是硬件级VR加速单元，支持VR需要的基本处理流程，例如ATW（异步时间扭曲），抗色散，反畸变，其中ATW技术最初由Oculus开发，可以用较低的GPU开销实现20ms以下的VR延迟。

VR9还集成传感器控制中枢：SensorHUB。它可以用低功耗状态实现1000tps实时信号捕捉，使9轴陀螺仪的处理能力翻倍，这样，头部运动追踪体验就更加流畅，并支持内置式（Inside-Out）6自由度位置追踪系统。

结语

虽然瑞芯微，全志科技等国内厂商进入AR/VR的时间比较早，但看起来他们都已经有比较长一段时间没有更新自己的产品线了，估计跟这两年AR/VR市场的热度逐渐降低有关。反而是高通针对虚拟现实领域的几款芯片。如今新的虚拟显示产品基本都采用了高通的解决方案估计也是这个原因。 不过，相信随着市场热度的提高，国内厂商们应该也会逐渐重视这块市场的。 来源：电子发烧友

文章出处：【微信公众号：旺材芯片】