關于自動駕駛芯片算力那點事~
（第370期）
文丨高工
汽車主機廠ADAS研發(fā)人員
近年來，依托 5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術的不斷落地，智能自動駕駛技術也逐漸趨于成熟，并且呈現(xiàn)出了實用化的趨勢。當下，智能自動駕駛儼然已經(jīng)成為了汽車行業(yè)的熱門關鍵詞，并且在全球范圍內(nèi)進入了高速發(fā)展期。
就目前而言，人們所能接觸到的智能自動駕駛還僅僅是停留在智能汽車單品層面，靠的是汽車傳感器感知幫助車主實現(xiàn)智能輔助駕駛。而未來則是 “網(wǎng)絡協(xié)同智能自動駕駛”，它是一套完整的體系，確切地說是一個由 “人 - 車 - 路 - 云” 構建而成的全新生態(tài)。想要實現(xiàn)這些，需要依托底層硬件的支撐、軟件算法的加持以及云計算的助力等等。
芯片是重點、算力是核心，軟硬結(jié)合協(xié)同發(fā)展
就像芯片對于手機、電腦的重要性一樣，汽車芯片也是智能自動駕駛技術的核心。正如前不久黑芝麻智能創(chuàng)始人兼 CEO 單記章在 “2021 中國電動汽車百人會論壇” 上所說的那樣：“芯片是下一代智能汽車電子架構的核心，車路協(xié)同也需要強大的計算能力，抓住了核心芯片的發(fā)展，就抓住了智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈的核心，也就能抓住智能汽車的發(fā)展。”
圖｜單記章在 2021 中國電動汽車百人會論壇發(fā)表講話
然而，相較于手機 / 電腦芯片，汽車芯片不論是在算力、穩(wěn)定、制程工藝等方面都有著更強、更嚴、更精的要求。因此想要把汽車芯片做好，唯有多年深耕芯片與汽車領域的團隊才能將所有關鍵要素進行更好的融合。
首先是硬件層面。汽車芯片極其復雜，具體來說主要體現(xiàn)在算力、功耗和穩(wěn)定這 3 個方面。
第一，算力。目前汽車上一般配有 8-17 個攝像頭，另外還有多路雷達、超聲波傳感器以及其他各種數(shù)據(jù)采集設備。顯然，汽車在行駛過程中的數(shù)據(jù)吞吐量極大，需要汽車芯片有非常強大的計算能力以及超高帶寬的接口。由于這些數(shù)據(jù)來自不同的傳感設備，且以不同的格式和形式進行傳輸，因此傳統(tǒng)的 “芯片堆疊” 方案在這里是行不通的，這就需要對汽車芯片進行重新架構和設計。
智能自動駕駛的級別越高，數(shù)據(jù)采集量和傳輸量也就越大，對汽車芯片的計算能力要求也就越高。比如，L2 級別自動駕駛要求芯片的計算能力為 10 TOPS，L3 級別則需要上百 TOPS 的芯片，到 L3+、L4 級別的自動駕駛就需要上千 TOPS 的芯片。所以，大算力芯片是自動駕駛發(fā)展的核心，也是軟件定義汽車的基礎。（劃重點了，上一次的大風口是激光雷達，現(xiàn)在輪到了芯片）就像前不久，蔚來與上汽公布的搭載上千 TOPS 的算力芯片的新車也正是表明了這個趨勢。
第二，功耗。一般而言，算力越強其功耗也就越大。目前，支持 L3 級別自動駕駛汽車芯片的算力已經(jīng)遠超英特爾高級服務器處理器。面對如此大的功耗，散熱也成了一個不得不克服的難題。如何有效地降低功耗呢？這就需要擁有先進的制程工藝和領先的架構設計。（散熱問題一直是電子元器件升級道路中常見且必須解決的問題。恰好船尾研究生階段就是做高導熱/導電材料的，歡迎芯片廠家使用我的專利技術，哈哈哈）
第三，穩(wěn)定。汽車芯片和手機 / 電腦芯片有所不同，汽車芯片需要在 - 40℃~100℃溫度范圍內(nèi)都能夠穩(wěn)定、可靠地運行，而這便對芯片的封裝工藝技術提出了更為苛刻的要求。
其次是軟件層面。目前，手機操作系統(tǒng)不外乎 iOS 和 Android，這些都是單純的操作系統(tǒng)。但是車載操作系統(tǒng)有所不同，比如中控屏幕承載著各種各樣的功能和娛樂應用，可以基于 linux 操作系統(tǒng)開發(fā)，而儀表屏幕的實時性要求較高，所以要基于更安全的實時操作系統(tǒng)。另外，相較于手機的單一屏幕，汽車操作系統(tǒng)還要兼顧車內(nèi)多塊屏幕之間的交互與銜接，顯然，汽車操作系統(tǒng)更為繁雜。
綜上所述，想要做好智能自動駕駛技術，不論是硬件還是軟件，對于企業(yè)來說都是一個相當高的門檻。
名家觀點：
▲黃仁勛演講現(xiàn)場
在自動駕駛領域，老黃發(fā)布了全新的自動駕駛SoC Atlan，單顆SoC的算力能夠達到1000TOPS，相比上一代Orin SoC算力提升接近4倍（上代為254TOPS），比如今大多數(shù)L4級自動駕駛車輛整車的算力還要強。
▲四代自動駕駛芯片算力對比
Atlan SoC擁有安培架構GPU核心、基于Arm的Grace CPU核心、深度學習和計算機視覺加速器單元以及BlueField DPU核心，Atlan SoC將于2023年向開發(fā)者提供樣品，2025年大量裝車。從算力的絕對數(shù)量上看，英偉達Atlan SoC的算力升級是四代自動駕駛芯片中提升最大的。黃仁勛在演講中還宣布沃爾沃將采用英偉達Orin自動駕駛芯片。明年上市的沃爾沃XC90 SUV車型將是沃爾沃旗下首款搭載Orin SoC的車型。據(jù)悉，沃爾沃XC90將搭載1顆Orin SoC，算力達到254TOPS，可以實現(xiàn)更加安全的自動駕駛。同時，英偉達也公布了最新L4級自動駕駛開發(fā)車Hyperion 8，車輛搭載2顆英偉達Orin SoC用作自動駕駛計算，并用1顆Orin SoC監(jiān)測車內(nèi)安全員，同時用4顆Orin SoC與4顆MLNX芯片記錄3D環(huán)境。車外傳感器也非常豐富，擁有8個800萬像素攝像頭、4個300萬像素魚眼攝像頭、3個座艙內(nèi)攝像頭、9個毫米波雷達以及2個激光雷達。4 月 18 日消息 華為智能汽車解決方案 2021 新品發(fā)布會今日在上海車展開啟，呈現(xiàn)了華為在汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級中的新產(chǎn)品、新技術。
華為表示今日將推出 HI 五大新產(chǎn)品，涵蓋智能座艙、計算平臺、雷達、自動駕駛開放平臺和熱管理系統(tǒng)，例如鴻蒙 OS 智能座艙、智能駕駛計算平臺 MDC810、4D 成像雷達、" 華為八爪魚 " 自動駕駛開放平臺以及智能熱管理系統(tǒng)。
會上，華為正式發(fā)布了 MDC810 智能駕駛計算平臺，其算力高達 400+TOPS，可滿足高級別的自動駕駛乘用車及 RoboTaxi 的應用場景，是已經(jīng)量產(chǎn)的最大算力的智能駕駛計算平臺。目前該計算平臺已經(jīng)完成全部測試，發(fā)布即量產(chǎn)。當然，關于芯片算力，也有其他觀點：
不久前蔚來發(fā)布ET7，其超算平臺NIO Adam配備四顆NVIDIA Drive Orin芯片，總算力高達1016 TOPS，超過7個Tesla FSD的算力總和。由于曝光的算法和算力數(shù)據(jù)過于強大，一時間引起行業(yè)熱議。而就在2021電動汽車百人大會論壇上，AI芯片制造商地平線創(chuàng)始人余凱拋出了一個反其道的觀點：算力并不反映智能芯片的實際性能。
余凱曾是百度自動駕駛項目的創(chuàng)始者之一。2014年，他意識到解決自動駕駛不僅僅是軟件算法、傳感器的問題，也面臨著計算的問題，可能要在芯片上解決這個問題。于是，他離開百度，創(chuàng)立了一家人工智能芯片公司地平線。
余凱指出：正如對于汽車來說，馬力（單位: HP）不如百公里加速時間（單位：秒）更真實反映整車動力性能，算力（單位: TOPS）并不反映汽車智能芯片實際性能，而每秒準確識別幀率MAPS（單位: FPS）才是更真實的性能指標。?
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