電氣化時代,汽車芯片是控制汽車的大腦中樞,小到車窗升降器,大到座艙車機、輔助駕駛都需要芯片的支持。新能源時代,汽車從分布式控制架構走向集成化架構,對芯片的要求越來越高。以智駕芯片舉例,國內(nèi)智駕芯片已經(jīng)歷2-3次換代,從基礎的泊車輔助功能,逐漸支持車位到車位的駕駛輔助,算力也從幾TOPS躍升至幾百甚至上千TOPS。
國外芯片公司占據(jù)優(yōu)勢 國產(chǎn)芯片奮起直追
當英偉達的Drive Orin-X芯片占據(jù)中國智駕市場35%的份額,當特斯拉FSD以自研芯片構建技術護城河,中國汽車產(chǎn)業(yè)如何應對外國壟斷?國產(chǎn)芯片又如何打破技術壁壘?
2025年開年,自主品牌率先將高階智駕的門檻拉入10萬元級別,掀起“智駕平權”的革命。背后是國產(chǎn)芯片在中低算力市場的全面崛起。
地平線公布的數(shù)據(jù)顯示,在2023年標配NOA車型計算方案市場,地平線拿到35.5%的市場份額,僅次于英偉達,位居第二。
據(jù)了解,地平線(Horizon Robotics)是一家專注于邊緣人工智能芯片及解決方案的高科技企業(yè),成立于2015年,主要產(chǎn)品是“征程”系列智駕算力芯片。目前裝車量較多的多是征程5,以及即將大量裝車的征程6系列。
征程5 算力128 TOPS
地平線征程5(Journey 5,簡稱J5)是地平線于2021年發(fā)布的第三代車規(guī)級AI芯片,專為自動駕駛和智能座艙應用設計。
征程5采用八核Cortex-A55 CPU,主頻最高2.0GHz,CPU算力約為30K DMIPS,BPU(地平線對AI加速器的另一種稱呼)是地平線自研的深度學習加速器,AI算力為128TOPS(INT8),專為自動駕駛場景優(yōu)化,能夠高效處理感知、建模、預測與規(guī)劃任務。BPU支持多核調(diào)度,可實現(xiàn)單幀單核和多線程多幀雙核的靈活調(diào)度,提升推理效率。單芯片功耗為30W。
集成兩個可編程的Vision P6 DSP模塊,支持SIMD和VLIW計算架構,頻率最高可達650MHz,能夠提供0.67TOPS的計算能力,用于計算機視覺(CV)計算加速和神經(jīng)網(wǎng)絡計算。
內(nèi)置兩個高性能ISP模塊,每個模塊支持2x4k/8M@30fps圖像處理,支持多幀曝光寬動態(tài)(HDR),能夠在復雜光照條件下提供高質(zhì)量圖像。支持多種主流CFA(彩色濾光片陣列)格式,如RGGB、RCCC、RGBIR等。支持16路攝像頭感知計算,支持激光雷達、毫米波雷達、超聲波傳感器等多種傳感器的接入。
存儲與接口方面,征程5支持64bit LPDDR4/4X內(nèi)存接口,帶寬達到40Gbps。包括4路2.5G MIPI CSI RX接口、2路2.5G MIPI CSI TX接口、1路PCIe Gen3 2Lane接口、2路1Gb Ethernet接口等,功能安全上征程5獲得ASIL-B認證,系統(tǒng)達到ASIL-D安全要求。
征程5支持如 BEV(Bird's Eye View)感知方案。在理想汽車的Air版本和Pro版本都搭載了基于征程5芯片的理想AD Pro智能輔助駕駛系統(tǒng),實現(xiàn)了L2+級輔助駕駛,支持高速NOA導航輔助駕駛功能,包括自動上下匝道、自動變道、超車等操作,但遺憾的是由于感知設備和算力的局限,征程5或無法支持城區(qū)NOA。以理想搭載的征程5芯片提供的功能來看,只能在城區(qū)道路執(zhí)行LCC功能。
算力上限560TOPS 征程6系列
和征程5是單一芯片不同,征程6則成為一個系列,征程6系列主要有征程6B、征程6L、征程6E、征程6M、征程6H、征程6P,最高等級產(chǎn)品的算力高達560TOPS,而入門產(chǎn)品的算力僅為10+TOPS。與5系列相比,征程6系列升級最明顯的是CPU算力。如征程5的CPU算力約30K DMIPS,而征程6P的CPU算力約為350k DMIPS。
征程6系列采用第三代納什架構,B代表Brain,可以稱為類腦處理器,第一代BPU,地平線致敬數(shù)學家伯努利,伯努利分布是最簡單的離散型概率分布模型。第二代BPU,地平線致敬英國數(shù)學家貝葉斯,他推導出貝葉斯定理,貝葉斯定理是一個由結果倒推原因的概率算法,當年默默無聞,在人工智能的今天大放異彩。征程6的第三代BPU架構則致敬博弈論創(chuàng)始人納什,稱之為納什架構。
博弈論主要針對智能車與智能車,智能車與非智能車之間決策交互產(chǎn)生的影響,目前大部分智能駕駛都是基于單車的,未考慮其他車輛對智能車決策的影響,這使得智能車有時候看起來不十分靈活,比如對向車主動讓道讓智能車先走,但智能車無法理解對向車的意圖,還是傻傻地等對向車先走。
以征程6P為例,征程6P是地平線面向高階智駕市場推出的,專為新一代全場景智能駕駛而生的智駕解決方案,采用四核BPU,在1/2稀疏網(wǎng)絡下的等效AI算力為560TOPS,但未標明精度。CPU為18核心的ARM Cortex-A78AE,算力是410K DMIPS,GPU算力200G FLOPS。
為降低成本,減少軟件復雜度,征程6P內(nèi)部添加一個達到ASIL-D級的MCU島,算力為10K DMIPS,內(nèi)存升級為LPDDR5,帶寬達205GB/s,前視感知支持最高1800萬像素,圖像帶寬5.3Gpixel/s。征程6P最大可接入24路攝像頭、激光雷達等多類傳感器,可實現(xiàn)全場景NOA,能夠滿足智能駕駛中對多傳感器融合的高要求。
根據(jù)地平線對其的定位,征程6P支持全場景的高階智駕,包括城區(qū)/高速NOA、能夠支持端到端VLA(視覺-語言-行為)大模型智能駕駛系統(tǒng),不僅能 “看清” 交通環(huán)境,還能 “讀懂” 交通元素和風險,如識別紅綠燈、路口標識文字等信息并做出相應決策。(朋月)