面向未来AR眼镜的全新异构芯片设计方案

AR行业是否到了需要一颗专用芯片的拐点？近期，Rokid与安谋科技联合造芯的消息，把这一话题抛到了行业聚光灯下。

2017年，就在苹果凭借iPhone和Apple Watch中的自研芯片斩获成功果实时，其Mac产品却在性能优化升级过程中遇到瓶颈。

自加入苹果后，芯片工程师斯鲁吉就一直致力于根据苹果设备的特定需求设计芯片，而不是使用满足通用要求的芯片。

当时，斯鲁吉启动了一项风险很大的项目：用自研的M1芯片取代苹果笔记本电脑和台式机15年来使用的英特尔处理器。

这一震惊PC行业的决定不仅使苹果跟其他竞争对手拉开巨大的领先优势，也为其进军汽车、VR等潜在未来产品打下基础。

AR行业即将开启专用芯片之路，是否会延续当年苹果的破局神话？

移动时代的通用芯片 无法撑起AR眼镜的未来

从手机的平面交互到VR的虚拟现实交互，再到AR的虚实融合交互，每一级的芯片算力需求都是指数级增长。

Meta的Oculus主打VR场景，对芯片算力要求比手机高得多，但VR设备体积相对AR更大，对芯片功耗、体积的需求并不迫切。

微软的Hololens主打特定AR场景的使用，而不是日常佩戴，因此理论上只要在头部承重范围内，可以不断增加芯片以满足其功能需求。即使如此，在三代产品上，Hololens也已牵手三星开始定制芯片。

2012年采用棱镜方案的Google Glass曾做到50g的轻量级，但信息显示受限，屏幕成像效果不理想，也无法满足C端多样化的场景需求。

2021年，Rokid推出了自重为83g的AR眼镜Rokid Air，在轻量级上带领行业跨进了一大步。但距离一副日常佩戴的眼镜重量还有提升空间。

图为目前市面上AR眼镜的主流芯片方案；当前普遍的“芯片拼搭模式”不仅带来更大的PCB面积，还造成更高的功耗，更大的佩戴尺寸（图源：Rokid）

媲美一副墨镜的重量，提供极致的交互体验，以满足日常佩戴需求，相信这是AR眼镜未来的进化方向。但很明显，目前的通用型芯片在处理能力、功耗和性能上已满足不了未来便携型AR眼镜的发展需求。

PC和移动时代的芯片已无法撑起面向未来的AR眼镜。

据调研机构预测，2025年AR眼镜产品出货量将出现新高点（图源：网络）

面向未来AR眼镜的

全新异构芯片设计方案

随着元宇宙盛行，安谋科技作为中国最大的芯片设计IP开发和服务供应商之一，涉足元宇宙芯片并不意外。

据悉，Rokid携手安谋科技要研发的专用芯片将采用高集成度、小封装、低功耗、低延迟、高性能的异构设计方案，提升影像和传感器数据质量，实现更好的AR体验。预期这颗AR芯片整体功耗在几百毫瓦，同时尺寸做到小拇指甲盖大小。

Rokid将在OS（YodaOS-XR）和算法引擎（SLAM、手势、数字人等）层面赋能，为面向未来的真正轻量、可以舒适佩戴的增强现实AR眼镜产品下注。

图源：Rokid

值得注意的是，这颗定制AR芯片不仅仅是把几个小芯片进行简单集成，而是通过芯片pipeline的低延迟设计，加速数据的读取、传输和处理，把所有数据快速传输到Rokid Station或手机上完成计算，以保证更好的实时性，比如SLAM要求更低的MTP （motion to photon） 延迟。

勇闯AR造“芯”无人区

Rokid底气何在？

|“首先和最重要的是，如果我们这样做，我们能提供更好的产品吗？”斯鲁吉在谈到苹果要造M1芯片的这场辩论时说，“这是首要问题。这和芯片无关。苹果不是一家芯片公司。”

相对于跨界进入芯片领域的厂商，AR眼镜厂商公司推出自己的芯片则是一件更自然的事情。

笔者注意到，早在2018年Rokid就发布了自研AI芯片KAMINO18，这款芯片模组和1元硬币大小接近。当时通用的芯片都是用CPU做运算，但Rokid创造性选择用异构的方式来提升性能。

Rokid CEO Misa在当时透露：“Rokid不通过芯片赚钱，Rokid也不是以做芯片为出发点的，因为对我们来讲，行业的人都知道芯片的利润特别低，只是因为市面上没有我们需要的，所以我们来做，如果市面上有我就用它。Rokid不是一家芯片公司，而是人机交互技术公司，未来Rokid的芯片还会加入机器视觉方面的能力。”

2018年，Rokid选择集成 DSP 的AI芯片，在处理语音算法时实现数量级的提升；定制 NPU完成深度学习、神经网络的算法，比单纯用CPU来计算效率提高 30～50 倍（图源：Rokid）

时隔4年，这家还在成长中的创业公司要再一次在人机交互产品上创造AR芯片神话。

在“拿来主义”的捷径面前，Rokid凭什么敢走自研芯片这条“艰难且险峻之路”？

一是源于其产品迭代和场景落地的成熟经验。2021年是元宇宙元年，但在AR细分领域，Rokid已深耕了至少5年，拥有从硬件到软件，从技术底层到应用场景全覆盖的完备解决方案。

截止目前，Rokid已有四款AR设备实现量产及规模化应用：红外测温眼镜Rokid Glass、分体式阵列光波导AR眼镜Rokid Glass 2、一体式工业AR头环Rokid X-Craft、以及消费级AR眼镜Rokid Air。囊括从单目到双目、从一体到分体、从工业级到消费级等多种设备形态，覆盖油气、电力、汽车、防疫、文旅展陈、零售、个体消费者等丰富场景。

这些经验的积累使得Rokid对AR产品的市场需求与发展趋势的研判都更为精准，能够为芯片设计提供更合理的方案。

图源：Rokid

二是“自研芯片+自主OS”的紧耦合。芯片不能孤立进化，软硬一体的高度协同才能够使计算性能最大化。在此之前，Rokid已自主开发了一套面向AR眼镜的操作系统YodaOS-XR。

这是一个支持多模态交互、跨平台的操作系统。对Rokid来说，自己的芯片搭载自己的OS及软件生态，系统和算法的性能将发挥到最优，AR眼镜的功耗与交互的延迟度能够进一步降低，带来更极致用户体验的同时，产品创新的自主权和想象空间也会无限大。

图源：Rokid

筑牢未来竞争壁垒

补齐生态最后一块拼图

从2020年开始，全球深陷“缺芯潮”危机，中国科技企业意识到在尖端且核心科技领域被“卡脖子”的滋味并不好受，车企、手机厂商、互联网大厂接二连三扎进“造芯”赛道。

方兴未艾的AR行业头上，也高悬着一把“达摩克利斯之剑”。

站在元宇宙的窗口，Rokid抢先踏上AR造芯的拓荒之路，用“自研芯片+OS”打造产品护城河。一硬一软的自主研发，成为掌握科技竞争主动权的核心倚仗。

当然，目前XR领域的竞争将愈演愈烈，互联网和手机巨头们虽未正式入局，但不排除全面入局的可能性。

Rokid作为行业先行者，并没有逃避这个问题，而是早早在“生态版图”上布下先手棋。

这款自研芯片在Rokid的版图中，可能意味着生态链的最后一环，也是最关键一环。至此，Rokid将形成“芯片+操作系统+算法引擎+平台+硬件”的完整生态，进一步筑牢产品竞争壁垒。

站在行业角度，这颗芯片作为AR造芯的开端，将为后续AR芯片的迭代与升级积淀下宝贵经验。Rokid对AR产品、技术、用户、市场的理解以及对整个行业和生态的理解也将通过这颗芯片的落地输送给合作伙伴。

随着Rokid与安谋科技的“芯”动作，元宇宙行业是否将站上加速期？我们拭目以待。