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全自動(dòng)駕駛時(shí)代,計(jì)算機(jī)算力面臨的挑戰(zhàn)

Dbwd_Imgtec ? 來(lái)源:YXQ ? 2019-08-08 10:39 ? 次閱讀
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自動(dòng)駕駛級(jí)別每升高一級(jí),對(duì)計(jì)算力的需求至少增加十倍,”Imagination汽車市場(chǎng)總監(jiān)Bryce Johnstone表示,“第五級(jí)全自動(dòng)駕駛,可能需要每秒500萬(wàn)億次(TOPS)以上計(jì)算力?!?/p>

傳統(tǒng)汽車更多強(qiáng)調(diào)的是控制,而非計(jì)算。而在分布式開(kāi)發(fā)理念主導(dǎo)之下,工程師決定增加功能時(shí)往往新增一顆微控制器MCU),而不是采用更復(fù)雜的處理器。所以采用MCU數(shù)量的多少一度成為車輛豪華程度的標(biāo)志,以至于有市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),車載MCU數(shù)量將不斷增加,未來(lái)甚至可以達(dá)到平均每車200顆以上。

但這種趨勢(shì)已經(jīng)有所變化。

一方面,由于自動(dòng)駕駛技術(shù)的引入,計(jì)算力需求急劇增加。自動(dòng)駕駛需要實(shí)時(shí)采集海量傳感器數(shù)據(jù),對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行極速處理,根據(jù)采集到的傳感器數(shù)據(jù)做出合理決策,并實(shí)時(shí)將決策發(fā)送至執(zhí)行部件。從傳感器數(shù)量來(lái)看,二級(jí)自動(dòng)駕駛通常需要3顆以上雷達(dá),以及至少一顆攝像頭;而五級(jí)自動(dòng)駕駛,至少需要10顆雷達(dá)、8顆攝像頭,以及一顆激光雷達(dá)。這還沒(méi)有計(jì)算超聲波傳感器及車內(nèi)攝像頭。

英特爾推算,全自動(dòng)駕駛時(shí)代,每輛汽車每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量高達(dá)4000GB。

“自動(dòng)駕駛級(jí)別每升高一級(jí),對(duì)計(jì)算力的需求至少增加十倍,”Imagination汽車市場(chǎng)總監(jiān)Bryce Johnstone表示,“第五級(jí)全自動(dòng)駕駛,可能需要每秒500萬(wàn)億次(TOPS)以上計(jì)算力?!?/p>

另一方面,由于行車電腦概念引入,集中式開(kāi)發(fā)理念在汽車業(yè)又重新受到重視。這意味著用更復(fù)雜的處理器替代多個(gè)MCU的選擇逐漸被汽車開(kāi)發(fā)人員所接受,這同樣帶來(lái)單芯片復(fù)雜度的提升。英偉達(dá)(Nvidia)和英特爾(包括其收購(gòu)的Mobileye)的解決方案是集中式開(kāi)發(fā)理念的體現(xiàn)。一些車載芯片初創(chuàng)公司也是集中式計(jì)算陣營(yíng)擁護(hù)者。

當(dāng)然不同的集中式處理架構(gòu)成本不一樣,英偉達(dá)和英特爾的方案全包全攬,價(jià)格不菲,一套芯片往往上千美元;初創(chuàng)公司可以借助IP授權(quán),從局部功能的域控制器著手,一套芯片也許只有幾十美元。

非自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的技術(shù)演進(jìn)也對(duì)計(jì)算力提出了要求。以車載儀表為例,虛擬數(shù)字儀表正在快速替代傳統(tǒng)機(jī)械式儀表,而車載屏幕尺寸越做越大,分辨率越來(lái)越高,“2K屏幕已經(jīng)出現(xiàn),4K甚至8K+也已經(jīng)在規(guī)劃中?!盉ryce Johnstone表示,車載顯示、語(yǔ)音識(shí)別和手勢(shì)操縱等功能日趨復(fù)雜,這些都對(duì)背后支持芯片的算力提出了更多要求。

Bryce Johnstone在2019上海世界移動(dòng)大會(huì)分論壇演講

面對(duì)新生勢(shì)力咄咄逼人的態(tài)勢(shì),部分傳統(tǒng)車載半導(dǎo)體廠商也在努力改變自己以適應(yīng)時(shí)代發(fā)展。

Byrce Johnstone告訴探索科技techsugar),包括瑞薩、德州儀器、索喜(Socionext)在內(nèi)的傳統(tǒng)車載半導(dǎo)體廠商,以及電裝(DENSO)這樣的一級(jí)供應(yīng)商,都與Imagination有合作。這些廠商獲得了Imagination的PowerVR圖像處理器(PowerVR GPU)IP授權(quán),或PowerVR神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器(PowerVR NNA)IP授權(quán)。當(dāng)然,很多廠商都取得了PowerVR GPU與PowerVR NNA兩個(gè)產(chǎn)品線的授權(quán),以更全面地滿足汽車業(yè)對(duì)算力增長(zhǎng)的需求。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速引擎對(duì)車載數(shù)據(jù)的處理加速效果明顯,據(jù)Bryce Johnstone介紹,帶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速引擎的GPU,在相對(duì)非常低的功耗下,計(jì)算速度可以比當(dāng)前主流高階嵌入式多核車載處理器快20倍。

初創(chuàng)企業(yè)往往對(duì)于新技術(shù)接受度更高,Bryce Johnstone也絲毫不掩飾對(duì)初創(chuàng)公司在半導(dǎo)體IP需求方面的期待。在采訪中,他不止一次向筆者詢問(wèn)中國(guó)芯片初創(chuàng)公司的發(fā)展概況。

“很多中國(guó)初創(chuàng)公司對(duì)與Imagination合作抱有積極態(tài)度,我們也非常看好這些初創(chuàng)公司,這些公司將來(lái)會(huì)成為車載市場(chǎng)的新興力量,”Bryce Johnstone對(duì)探索科技表示,傳統(tǒng)車載處理器計(jì)算力不高、功能單一、升級(jí)困難,而部分傳統(tǒng)廠商開(kāi)發(fā)流程冗繁,時(shí)間周期過(guò)長(zhǎng),如果不采用更先進(jìn)的開(kāi)發(fā)方法,很可能在時(shí)代巨變中落伍,“可以預(yù)期,部分傳統(tǒng)車載芯片廠商將敗得很慘?!?/p>

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原文標(biāo)題:算力入侵汽車業(yè)

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