自主可控“中國(guó)芯”，保證智能汽車供應(yīng)鏈安全，已然迫在眉睫。

英特爾、英偉達(dá)主導(dǎo)了PC時(shí)代的CPU和GPU市場(chǎng)、Arm、高通、華為占據(jù)了智能手機(jī)時(shí)代的主戰(zhàn)場(chǎng)。如今，一個(gè)更加多元化供應(yīng)商組合正在加速邊緣人工智能(AI)處理時(shí)代。

一直以來(lái)，汽車制造商在智能化研發(fā)上投入了大量資金，但高昂的硬件和軟件成本依然存在。既要降低成本，又要更強(qiáng)大的計(jì)算能力也是一個(gè)挑戰(zhàn)。

特斯拉是第一家邁過(guò)這個(gè)門檻的公司。

基于自主設(shè)計(jì)的人工智能芯片，特斯拉將在2020年底推出完全自動(dòng)駕駛的功能，并可能在2021年年底推出Robotaxi車隊(duì)。

“這是一個(gè)巨大的市場(chǎng)機(jī)遇，人們正在徹底反思適用于未來(lái)車載AI處理的計(jì)算架構(gòu)，”行業(yè)人士表示，過(guò)去大多數(shù)是在傳統(tǒng)芯片架構(gòu)上擴(kuò)展簡(jiǎn)單的機(jī)器學(xué)習(xí)加速模塊。

傳統(tǒng)人工智能硬件架構(gòu)的一大瓶頸是在不同的處理核心、內(nèi)存和其他芯片上的處理核心之間切換的時(shí)間。因此，人工智能算法需要進(jìn)行優(yōu)化，以減少核心之間的通信需求。

過(guò)去幾年時(shí)間，全球數(shù)十家新興芯片公司也在開發(fā)替代產(chǎn)品，這種技術(shù)可以比早期Demo樣車搭載的GPU更劃算。支持低功耗的高性能處理，使其成為GPU定價(jià)過(guò)高或經(jīng)濟(jì)型定位車型的最佳選擇。

可以看到，高性價(jià)比的邊緣人工智能處理已經(jīng)成為汽車制造商創(chuàng)新的底層核心，相比于通用芯片，目前還沒有一家供應(yīng)商可以主導(dǎo)市場(chǎng)。

整個(gè)行業(yè)，也現(xiàn)在正從摩爾定律驅(qū)動(dòng)的硬件改進(jìn)轉(zhuǎn)向定制人工智能芯片設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)的軟件改進(jìn)。

一、芯片，制約“軟件定義汽車”

時(shí)間撥回到去年4月，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克向投資者展示了一款定制設(shè)計(jì)的人工智能芯片，并聲稱到從那時(shí)候開始，所有正在生產(chǎn)的特斯拉汽車都將配備最新的芯片，并具備全自動(dòng)駕駛所需的一切硬件條件。

由于芯片設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，特斯拉從三年前開始設(shè)計(jì)芯片，問(wèn)題是該公司是如何決定多大的計(jì)算能力才算足夠？

事實(shí)上，行業(yè)內(nèi)大多數(shù)公司都不清楚自動(dòng)駕駛所需的計(jì)算能力?！拔艺J(rèn)為沒有人知道需要什么樣的硬件?！币恍┬酒推囆袠I(yè)專家表示。

最終，特斯拉推出的FSD1.0版本計(jì)算平臺(tái)，搭載了兩顆自主設(shè)計(jì)的定制芯片，處理數(shù)據(jù)的速度幾乎是現(xiàn)有搭載的英偉達(dá)芯片的3倍之多——每秒72萬(wàn)億次運(yùn)算，而英偉達(dá)是21萬(wàn)億次運(yùn)算。

不過(guò)，很快英偉達(dá)站出來(lái)辟謠：特斯拉將自己的芯片與英偉達(dá)幾年前發(fā)布的Xavier芯片進(jìn)行了對(duì)比，并不恰當(dāng)。

按照英偉達(dá)的說(shuō)法，其最新一代的Drive AGX Pegasus，每秒的運(yùn)算量是特斯拉芯片的兩倍多，而且包括戴姆勒在內(nèi)的一些汽車制造商已經(jīng)在使用。

這也說(shuō)明了算力是當(dāng)下汽車智能化芯片的核心指標(biāo)之一。不過(guò)，最高速度并不是唯一的考慮因素。

特斯拉芯片項(xiàng)目負(fù)責(zé)人班農(nóng)表示，特斯拉的設(shè)計(jì)非常有效地利用了功耗低的優(yōu)勢(shì)，使得可以在之前的舊車型上進(jìn)行升級(jí)，好處是減少了車輛電池的損耗。

特斯拉進(jìn)軍芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，遵循了蘋果和谷歌采用的戰(zhàn)略。蘋果公司長(zhǎng)期以來(lái)一直為移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)自己的處理器，以最大化電池壽命和性能，而谷歌為其人工智能軟件定制服務(wù)器芯片。

然而，設(shè)計(jì)自己的芯片要付出高昂的代價(jià)。

有行業(yè)機(jī)構(gòu)估計(jì)，特斯拉這個(gè)為期三年的自研芯片項(xiàng)目至少耗資6000萬(wàn)美元。他們不確定特斯拉每年生產(chǎn)的汽車數(shù)量是否足以讓定制芯片在經(jīng)濟(jì)效益上體現(xiàn)出預(yù)期的價(jià)值。

不過(guò)，這對(duì)特斯拉來(lái)說(shuō)不是問(wèn)題，這正是其對(duì)智能汽車、自動(dòng)駕駛的長(zhǎng)期押注。這項(xiàng)技術(shù)是未來(lái)幾年需求的驅(qū)動(dòng)力。

人工智能芯片在于顛覆傳統(tǒng)汽車芯片的固有生命周期模式和算力瓶頸束縛，通過(guò)軟件迭代來(lái)持續(xù)產(chǎn)生差異化競(jìng)爭(zhēng)力。

人工智能是汽車產(chǎn)業(yè)新時(shí)代最具顛覆性的技術(shù)應(yīng)用，而人工智能芯片則是最具顛覆性的基礎(chǔ)設(shè)施。

二、芯片不再是“黑盒子”

更關(guān)鍵的是，芯片，這個(gè)過(guò)去傳統(tǒng)汽車時(shí)代，消費(fèi)者對(duì)其一知半解，汽車制造商視為黑盒子的指甲大小的元器件，如今在智能汽車時(shí)代，也已經(jīng)成為消費(fèi)者的重點(diǎn)關(guān)注配置。

3月10日，中國(guó)工業(yè)和信息化部正式要求特斯拉(上海)有限公司立即整改，以確保生產(chǎn)的一致性，并確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全，解決中國(guó)制造的Model 3的“芯片降級(jí)”問(wèn)題。

此次事件發(fā)自于一些特斯拉車主在拿到新車后，發(fā)現(xiàn)實(shí)際安裝的芯片與特斯拉的新車配置單信息不符。他們發(fā)現(xiàn)自己購(gòu)買的新車按照的還是2.5版本的英偉達(dá)芯片，并非特斯拉自主設(shè)計(jì)的芯片。

從2.5到3.0的變化，牽涉到自動(dòng)駕駛的精準(zhǔn)程度和算法，特斯拉自主設(shè)計(jì)的芯片算力更大，運(yùn)行速度也更快，對(duì)于當(dāng)前的Autopilot功能體驗(yàn)也有了很大的改進(jìn)。

隨后，特斯拉官方回應(yīng)稱是基于“供應(yīng)鏈的狀況，一部分標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航升級(jí)版Model 3安裝的硬件為HW2.5”。

隨著產(chǎn)能以及供應(yīng)鏈恢復(fù)，硬件為HW2.5的中國(guó)制造標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航升級(jí)版Model 3將會(huì)按照計(jì)劃陸續(xù)免費(fèi)更換為HW3.0。

在智能手機(jī)行業(yè)，這樣的案例并不少見。

出于一些原因，同一款手機(jī)在內(nèi)部的一些關(guān)鍵部件會(huì)出現(xiàn)不同，也造成了使用體驗(yàn)上的些許差異。

比如，三星在Galaxy S系列手機(jī)上均采用了雙SoC的策略，即在部分地區(qū)發(fā)售的機(jī)型采用三星自家的獵戶座處理器，另一部分地區(qū)采用高通驍龍?zhí)幚砥鳌?/p>

然而，雙芯片策略也引來(lái)了不少用戶的抱怨，隨后就爆發(fā)了近萬(wàn)人的請(qǐng)?jiān)笗录?，要求三星在Galaxy旗艦智能手機(jī)中不再使用獵戶座處理器。

隨后，三星官方對(duì)此事進(jìn)行回應(yīng)稱：采用獵戶座與驍龍?zhí)幚砥鞯臋C(jī)型都經(jīng)過(guò)同樣嚴(yán)格嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼鎸?shí)場(chǎng)景測(cè)試，并將可在手機(jī)的生命周期內(nèi)保持一致的性能。

但對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，芯片已經(jīng)成為購(gòu)買手機(jī)的其中一項(xiàng)重要考慮因素，因?yàn)檫@直接影響了使用體驗(yàn)。

實(shí)際上，隨著越來(lái)越多的新車上市都在尋求更多的功能亮點(diǎn)曝光，背后提供支撐的人工智能芯片也在成為汽車制造商和消費(fèi)者建立新的認(rèn)知通道的核心要素。

三、軟硬件協(xié)同+本地化

隨著近年來(lái)，消費(fèi)者接觸到的人工智能產(chǎn)品越來(lái)越多，背后的核心芯片是成功的關(guān)鍵。中國(guó)的初創(chuàng)公司也看到了國(guó)家助推發(fā)展自主研發(fā)設(shè)計(jì)人工智能芯片的政策導(dǎo)向，這是一場(chǎng)從底層開始的革命。

在中國(guó)工業(yè)和信息化部2017年12月發(fā)布的《人工智能發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃》中，政府提出了到2020年大規(guī)模生產(chǎn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理芯片的目標(biāo)。

一位曾參與開發(fā)人工智能芯片的工程師這樣說(shuō)道，在中國(guó)開發(fā)芯片的優(yōu)勢(shì)在于龐大的用戶群，這使得基于用戶體驗(yàn)的人工智能芯片設(shè)計(jì)更新更快，更符合中國(guó)市場(chǎng)的需求。

中國(guó)曾經(jīng)嘗試過(guò)投入巨資布局芯片產(chǎn)業(yè)，但多以失敗告終。原因是通用CPU或者GPU芯片，早已是巨頭壟斷的天下。想要從中擠出市場(chǎng)份額，難度很大。

但人工智能時(shí)代，不管是芯片巨頭還是初創(chuàng)公司，幾乎站在同一條起跑線上。在傳統(tǒng)汽車芯片巨頭還在守住原有市場(chǎng)的情況下，初創(chuàng)公司具備了沖出重圍的機(jī)會(huì)。

“我們?nèi)栽谧裱柖?，但正在接近人們所認(rèn)為的極限，繼續(xù)遵循將是困難的?！币晃恍酒袠I(yè)專家表示，通用CPU/GPU計(jì)算已經(jīng)無(wú)法支撐AI算力的需求。

然而，同樣是AI芯片，也存在很大的差異化。

“傳統(tǒng)AI芯片片面強(qiáng)調(diào)乘法器的簡(jiǎn)單堆砌，無(wú)法面對(duì)AI算法迅速演進(jìn)、計(jì)算方式改變、同時(shí)效率大幅提升的局面?！钡仄骄€公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。

作為新一代中國(guó)人工智能芯片的領(lǐng)跑公司之一，地平線的BPU軟硬協(xié)同優(yōu)化，聚焦算法核心需求、在算法演進(jìn)趨勢(shì)上保持靈活性。

同時(shí)，隨著算法的不斷演進(jìn)，始終保持高乘法器利用率、高幀率、低DDR占用。這在目前智能汽車開發(fā)進(jìn)程中，強(qiáng)調(diào)軟硬協(xié)同優(yōu)化（木桶理論）的共識(shí)不謀而合。

相比于傳統(tǒng)汽車芯片公司通過(guò)添加AI加速器不同，地平線的全新芯片架構(gòu)以及軟硬協(xié)同優(yōu)化，對(duì)于汽車行業(yè)來(lái)說(shuō)意味著極致效能。

實(shí)際上，特斯拉之所以自主研發(fā)設(shè)計(jì)芯片，目的之一也是充分發(fā)揮軟件能力，而不是受限于通用芯片的硬件性能瓶頸。

對(duì)于汽車行業(yè)來(lái)說(shuō)，在成本約束下，芯片廠商必然是要拼綜合效能，而非簡(jiǎn)單的算力。

以目前搭載長(zhǎng)安汽車UNI-T量產(chǎn)的地平線征程二代為例，單顆芯片可提供4 TOPS等效算力，典型功耗僅2瓦，夠高效靈活地實(shí)現(xiàn)多類AI任務(wù)處理。

作為中國(guó)首款車規(guī)級(jí)AI芯片——征程二代，每TOPS算力可達(dá)同等算力GPU的10倍以上；視覺感知可以實(shí)現(xiàn)識(shí)別精度>99%，延遲<100 毫秒。

此外，和其他同行的模塊中沒有的關(guān)鍵功能，地平線也集成到芯片上，比如提供的像素級(jí)語(yǔ)義分割能力，超過(guò)60個(gè)分類，每幀高達(dá)60個(gè)目標(biāo)及其特征的準(zhǔn)確感知與輸出。

而作為嵌入式邊緣AI計(jì)算能力的提升，也有助于未來(lái)將數(shù)據(jù)云連接最小化，在本地處理大量數(shù)據(jù)，只將需要的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，而丟棄其他數(shù)據(jù)。

這有助于保護(hù)用戶隱私，因?yàn)閷?duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，誰(shuí)都不愿意這些數(shù)據(jù)四處流動(dòng)。長(zhǎng)期來(lái)看，數(shù)據(jù)采集和處理的合規(guī)性有著明確的政策引導(dǎo)。

四、自主可控，已成趨勢(shì)

實(shí)際上，一顆小小芯片的選型，除了性能、成本，更重要的是保證供應(yīng)鏈的安全、穩(wěn)定。在汽車行業(yè)，更是如此。

近年來(lái)，中美貿(mào)易以及全球化市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻使供應(yīng)鏈問(wèn)題進(jìn)一步復(fù)雜化。比如，一些國(guó)家出于所謂的安全考慮，切斷芯片等重要技術(shù)的外流。

另一方面，長(zhǎng)期以來(lái)，跨國(guó)公司通常采取的都是優(yōu)先供應(yīng)外資品牌的策略，使得很多最新一代的芯片無(wú)法在國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)同步落地。

汽車智能化浪潮的洶涌而起，中國(guó)自主品牌以及深耕中國(guó)市場(chǎng)的外資品牌都需要強(qiáng)大的中國(guó)芯，才能把握瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

尤其是隨著特斯拉FSD芯片的推出，一場(chǎng)圍繞高級(jí)別自動(dòng)駕駛的商業(yè)大戰(zhàn)已經(jīng)打響。對(duì)于大部分汽車制造商來(lái)說(shuō)，選擇一家靈活、開放的本地芯片供應(yīng)商至關(guān)重要。

作為一家定位Tier2的中國(guó)人工智能芯片公司，地平線希望提供高效靈活的服務(wù)，快速響應(yīng)合作伙伴需求。

比如，其提供的“天工開物”AI開發(fā)平臺(tái)，開放工具鏈和豐富算法IP，賦能車企差異化開發(fā)需求。

通過(guò)與長(zhǎng)安、紅旗、福瑞泰克、奧迪、佛吉亞、SK電訊、理想等多家汽車行業(yè)主流企業(yè)的合作，也為地平線塑造了極高的市場(chǎng)信任度。

最新消息是，地平線預(yù)計(jì)今年推高等級(jí)自動(dòng)駕駛芯片——征程5，具備96TOPS AI算力、支持16路高清攝像頭，性能超特斯拉FSD，將成為中國(guó)車企應(yīng)對(duì)特斯拉焦慮的解決之道。

隨著汽車變得更加互聯(lián)，能夠處理基于人工智能的決策數(shù)據(jù)，汽車制造商尤其是中國(guó)自主品牌有了一次新的機(jī)會(huì)，來(lái)創(chuàng)新駕駛體驗(yàn)。

這背后，自主可控“中國(guó)芯”，保證智能汽車供應(yīng)鏈安全，已然迫在眉睫。從《高工智能汽車》近幾個(gè)月獲得的信息分析，部分自主品牌已經(jīng)開始著手核心供應(yīng)鏈的國(guó)產(chǎn)化準(zhǔn)備工作。