本期的內容主要是編輯整理自三星中國研究院的院長兼副總裁David Wu在2016深圳ARM技術論壇上的發言，他簡要描述了三星半導體的現狀和對VR領域的布局，詳細介紹了針對VR推出的Exynos VR系列應用處理器和Samsung Exynos VR解決方案的技術優勢。

　　很高興有這個機會來跟大家分享三星半導體Exynos Soc在VR方面的一些解決方案。三星半導體大家應該都聽說過，但由于三星的業務面比較廣泛，所以大家接觸最多應該還三星的手機。三星半導體作為三星電子的核心部門，它在業界的地位還是很領先的，這一點從存儲器的銷售額方面可以反映出來——十幾年來三星的銷售額一直是排名第二，僅次于Intel。

　　業務角度上，三星半導體最具優勢的是存儲器，包括各種存儲卡及現在的固態硬盤SSD；但除此之外，在非存儲領域即我們所稱的“System LSI”，在業界也是很領先的，其中具有代表性的產品有應用處理器（例如Samsung7460）、CMOS Image Sensor等。

　　三星半導體最獨特的優勢在于工藝制程，擁有全球首個成功量產的14nm FinFET LP工藝芯片，自有Foundry保障工藝制程和流片產能，也可以做代工。去年三星半導體的總銷售額已經超過四百億美元，成長速度還算不錯。

　　和業界其他半導體廠商不同的是，三星半導體提供一站式芯片供應及解決方案。針對Smartphone我們能夠提供很好的處理器、存儲器等。

　　而現在我們進入移動互聯網/IoT時代，“Smart”包含的產品除了智能手機、智能手表，還出現了醫療可穿戴設備、智能家居、無人駕駛汽車等等，這時候芯片研發和一站式的解決方案、構建生態系統等都是非常關鍵的，今天我們就以目前比較火的VR領域為例來進行討論。

　　從數據圖中可以看到不同硬件設備的銷量，從PC到平板再到智能手機，其中智能手機的銷量目前是最大的；但是我們也可以發現，VR設備用戶數量的增長速度是非常可觀的。

　　目前VR產品有幾種形態：臺式機VR、基于手機的VR、移動VR設備（一體機）。不同形態VR設備的數據趨勢可能會不太一樣，但總體上VR的發展還是挺不錯的。目前比較主流的媒體報告都認為，移動VR一體機以后的發展規模更大。

　　我們來回顧一下VR的定義，一般是指利用計算機技術為使用者創造身臨其境的用戶體驗，最基礎的是立體顯示技術。立體顯示技術是包含了立體視覺、透鏡、處理、生成、交互以及內容產生的一種綜合技術。其中顯示交互技術是非常關鍵的，通過交互技術實現場景的及時反饋。

　　這些計算技術以前也有，為什么VR現在才突然火起來，很重要的一點原因是半導體工藝的發展，使芯片的集成度增高、計算能力增強，讓VR設備的移動化成為可能，一體機這時候開始爆發。

　　三星半導體針對VR推出Exynos VR系列應用處理器，目前最成熟的、已經開始量產的產品是我們的Exynos VR7，是去年推出的第一款采用14nm FinFET超低功耗制程的產品。今年我們推出了第二代產品Exynos VR8，CPU處理器采用了定制的Mongoose M1,從性能、功耗上都有很大提升。

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　　上部分主要講芯片，那從我們熟悉的角度來看，Samsung Exynos VR的解決方案基本上分為幾個層次：

　　1、H/W Platform開發板

　　-基于Exynos 處理器的成熟硬件平臺，增加VR特性，做相關優化

　　-AP，WI-FI/BT Audio Codec,Sensor,Charger...

　　-參考整機第一個版本6/E釋放

　　2、BSP Platform

　　-基于S/Phone的BSP平臺增加VR特性的支持，并做相關裁剪

　　-Exynos7420平臺已經在客戶中經過檢驗，持續優化中

　　3、SDK Platform

　　-支持客戶自主SDK開發

　　-通過同第三方合作提供整體解決方案

　　做VR產品有幾個關鍵的要素，也可以說叫做難點。

　　第一個是虛擬感。要實現虛擬感很重要的一點是低延遲，即隨著人的視線變化顯示畫面要很快的同步刷新。一般要求視野回傳的延遲低于20ms，要求更高一點要達到15-16ms。人類對于頭部轉動和相對應的視野的變化非常敏感，據研究統計，超過20ms就會有明顯的畫面不同步。而目前常規的架構都不能達到這個要求，包括Android display等。

　　VR的體驗實際上需要復雜的技術處理流程，從傳感器采集、傳輸、游戲引擎處理、驅動硬件渲染畫面、液晶像素顏色切換，最后到人眼看到對應的畫面，中間經過的每一個步驟都會產生一個Latency（我們稱之為延遲）。

　　第二個重點是低余輝。像素的余暉時間長就會有拖影，低余輝更接近實際的物理世界，目前采用OLED顯示屏有很大的優勢

　　第三，VR產品的性能也是很關鍵的。CPU/GPU的穩定輸出是畫面穩定的保障，例如今天的主辦方ARM的Mali GPU的技術在這方面也是很領先的。正是采用了這些先進技術的GPU，所以產品性能得到了保障；另一方面，散熱方案也起到了重要作用。

　　針對以上幾個關鍵要素，我們來看看Samsung Exynos VR解決方案的技術優勢有哪些，談談解決和優化。

　　一、3D/Disliay的優化

　　剛剛提到，為了減少眩暈感的一個很重要因素就是低延遲，而ARM Mali GPU本身就針對VR做了很多優化。Multi view 技術可以支持雙眼立體顯示，Ccmtext priority、 AFBC等這些技術都是為了使視野變化時畫面可以馬上更新。

　　芯片上，Front Buffer Rendering 使更新的畫面經過1幀即可顯示，快速觸發，強制更新。

　　二、Sensor優化

　　Sensor交互技術也是非常關鍵的。常規的加速器、陀螺儀、磁感應器一個個加，加了之后所有的數據再傳輸給應用處理器進行處理，但這樣處理產生的功耗比較大，也會導致一些誤操作，不是很有效。

　　而Sensor Hub是把幾個Sensor集中在一起，本身里面有一個MCU，會做一些前期處理，再將一些有效數據傳輸到CPU進行處理，這就是提供了一個融合算法。做得比較好的話可以在1MS內完成采樣，然后把融合的結果提供到上層的應用處理器去處理。

　　三、散熱技術

　　VR產品的性能很重要，為了持續穩定的性能，散熱技術是很關鍵的。舉個例子，Exynos 7420全速工作時功耗是5W，如果采用熱管技術可以做到7W的散熱。對內核調頻策略做優化，能確保AP更多時間工作在最高性能。

　　最后總結一下，三星提供的是針對VR產品的整體解決方案，最大好處是能縮短VR產品從啟動到量產的時間，產品開發門檻低；技術方面，三星擁有頂尖的硬件/軟件技術水平，例如已經量產的Exynos 7、最新的Exynos 8；三星和ARM都是國際性的大公司，在VR項目上也開展了非常緊密的合作，開放、合作的實驗室針對中國客戶可以提供很好的支持。

　　來源：三星中國研究院院長兼副總裁David Wu