“智能化考驗(yàn)的不再是供應(yīng)鏈和成本管理，而是進(jìn)化的速度，即如何以最快的速度滿足消費(fèi)者的多樣化需求，并充分借助AI芯片和軟件，使得車輛從功能機(jī)器轉(zhuǎn)向高級(jí)行車伴侶，使得人類從駕駛?cè)蝿?wù)承擔(dān)者轉(zhuǎn)變?yōu)槌鲂邢硎苷撸@應(yīng)該是整個(gè)中央計(jì)算平臺(tái)引領(lǐng)的行業(yè)變革的核心目標(biāo)?！?/p>

　　9月7日晚，在由《中國汽車報(bào)》與廣州智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范區(qū)運(yùn)營中心聯(lián)合推出的“2020智能網(wǎng)聯(lián)汽車精品課”第22講中，地平線市場(chǎng)拓展與戰(zhàn)略規(guī)劃副總裁李星宇以“車載中央計(jì)算平臺(tái)技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢(shì)”為主題，詳細(xì)分析了車載中央計(jì)算平臺(tái)的架構(gòu)、安全和算力，以及所帶來的行業(yè)變革趨勢(shì)。

　　?架構(gòu)演進(jìn)中OEM重獲主動(dòng)權(quán)

　　李星宇指出，過去汽車智能化功能更多是以獨(dú)立單元的形式呈現(xiàn)，例如車窗的智能化、車身的智能化等，其實(shí)是分布式ECU架構(gòu)，而隨著“軟件定義汽車”的理念深入人心，汽車的電子電氣架構(gòu)也需要隨之改變，目標(biāo)是通過底層架構(gòu)變化，加速軟件開發(fā)。從分布式ECU架構(gòu)到域架構(gòu)，計(jì)算的集中度明顯提升，后者按照功能不同聚類，有了“面向服務(wù)（SOA）的架構(gòu)”這個(gè)概念，軟硬解耦得以體現(xiàn)，且通過以太網(wǎng)作為車內(nèi)骨干網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)。這種趨勢(shì)繼續(xù)演進(jìn)，就出現(xiàn)了中央計(jì)算架構(gòu)，可以提供開放式軟件平臺(tái)，底層資源充分池化使得中央可以共享，在未來進(jìn)一步打通云端計(jì)算和車端計(jì)算，形成更大的協(xié)同式計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，但車端的邊緣計(jì)算依然是智能化的基石。

　　總結(jié)來看，車載計(jì)算構(gòu)架的核心演進(jìn)邏輯就是通過提供開放的、資源充足的硬件平臺(tái)，讓軟件的開發(fā)更加高效。

　　特斯拉的電子電氣架構(gòu)演進(jìn)就是一個(gè)典型的例子。特斯拉Model S基于功能有了較為明顯的域劃分，ADAS模塊橫跨動(dòng)力域與底盤域。到了Model X，底盤域、車身低速容錯(cuò)及車身域合并形成中央車身控制模塊，ADAS功能進(jìn)一步擴(kuò)展成為以Autopilot為代表的域控制器架構(gòu)，而熱控制器與中控連到一起。再到Model 3，則變成了中央集中化的計(jì)算架構(gòu)，以HW3.0為底層的計(jì)算平臺(tái)，再加上左右車身控制器，可以覆蓋全車的計(jì)算和控制。

　　“軟件定義汽車會(huì)對(duì)產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生重大影響，使得OEM在與頂尖Tier1博弈的過程中，重新獲得優(yōu)勢(shì)，不斷將過去屬于Tier1的功能拿回來重新自行開發(fā)。”李星宇說。

　　?特斯拉大幅領(lǐng)先傳統(tǒng)玩家

　　據(jù)李星宇介紹，在特斯拉的車載中央計(jì)算平臺(tái)中，有比較巧妙的功能安全機(jī)制，即FSD有兩顆芯片，同時(shí)都對(duì)同樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而后進(jìn)行比對(duì)，再得出最終結(jié)論。該平臺(tái)以FSD為核心，一次性接入所有車載攝像頭作為主傳感器，集中化處理，再配合左右車身控制器，使得計(jì)算架構(gòu)簡(jiǎn)潔明了。

　　再看在傳統(tǒng)主機(jī)廠中汽車智能化比較激進(jìn)的玩家寶馬，它采用了系列化計(jì)算平臺(tái)，從L1到L4全棧覆蓋。隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)提升，傳感器數(shù)量不斷增加。“中央計(jì)算平臺(tái)的主要任務(wù)就是環(huán)境感知，隨著傳感器數(shù)量持續(xù)增加，必然會(huì)導(dǎo)致平臺(tái)對(duì)算力的要求不斷飆升?！彼f。

　　安全方面，寶馬在硬件上有異構(gòu)雙機(jī)備份，軟件上采用交叉驗(yàn)證，主要部件滿足ASIL-B等級(jí)，關(guān)鍵部件滿足ASIL-D等級(jí)?！皬能浻布渲脕砜?，寶馬功能安全達(dá)到了完備的地步，但我們意識(shí)到，安全機(jī)制的復(fù)雜性又引入了新的安全風(fēng)險(xiǎn)。例如，采用大量校驗(yàn)機(jī)制，但如何保證檢驗(yàn)器可靠？”李星宇說，“安全本身沒有絕對(duì)完美的狀態(tài)，只有相對(duì)值確保達(dá)到對(duì)可靠性的要求?！?/p>

　　至于大眾集團(tuán)則走折中路線，采用3個(gè)高性能計(jì)算機(jī)（ICAS）組成核心計(jì)算群，稱為E3架構(gòu)，適合覆蓋不同等級(jí)的車型。“這種架構(gòu)也能在相當(dāng)程度上達(dá)到軟件定義汽車的目標(biāo)，面對(duì)不同區(qū)域、不同用戶的功能可以得到高效開發(fā)，同時(shí)也是采用了面向服務(wù)的架構(gòu)?！彼f。

　　整體來看，特斯拉已經(jīng)在去年實(shí)現(xiàn)了中央集中式的計(jì)算架構(gòu)，寶馬則預(yù)計(jì)2021年推出，通用和大眾仍處于域控制或跨域融合階段。在Tier1中，安波福相對(duì)領(lǐng)先，半中央集中式的計(jì)算架構(gòu)預(yù)計(jì)2022年，中央集中式的預(yù)計(jì)2025年推出。“不具備這種開發(fā)能力的主機(jī)廠可能要到2024年或2027年才能迎來量產(chǎn)車。從這一點(diǎn)來看，特斯拉已經(jīng)大幅度領(lǐng)先了傳統(tǒng)玩家。有報(bào)告顯示，這種領(lǐng)先幅度至少在6年以上?！崩钚怯畋硎?。

　　?AI計(jì)算芯片就是智能汽車數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)

　　李星宇指出，智能汽車的電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)面臨四大挑戰(zhàn)。一是功能、信息和預(yù)期功能安全，二是實(shí)時(shí)性，三是帶寬瓶頸，四是算力黑洞。

　　安全方面，ISO26262面對(duì)AI及自動(dòng)駕駛這些新技術(shù)時(shí)是否充足，有待進(jìn)一步評(píng)估。另外，還有一大批安全標(biāo)準(zhǔn)正在制訂中。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和電氣電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）主導(dǎo)?！罢w來看，智能汽車的安全標(biāo)準(zhǔn)還處于早期階段，但今后如何衡量汽車安全是業(yè)界繞不開的話題。現(xiàn)階段還在摸索?！彼f。

　　感知及AI安全依然是自動(dòng)駕駛落地的主要挑戰(zhàn)。軟硬件分離催生感知平臺(tái)，支撐上層多樣化功能?！案兄擒噷?duì)外部物理世界的數(shù)據(jù)化描述，沒有二異性，容易標(biāo)準(zhǔn)化。未來隨著智能化功能愈發(fā)復(fù)雜，我們就要求感知不能單獨(dú)用于某項(xiàng)功能，而是變成公有資源。未來整個(gè)數(shù)據(jù)的處理方式會(huì)發(fā)生根本性變化，也就是說，感知的處理會(huì)被進(jìn)一步集中化?！彼f。

　　算力方面，地平線創(chuàng)始人&CEO余凱曾指出，智能汽車時(shí)代，AI計(jì)算芯片就是數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)，提供智能汽車最重要的硬件基石：算力。李星宇表示，當(dāng)前算力不足已經(jīng)成為智能汽車發(fā)展的核心瓶頸。算力就好比智能汽車的腦容量，進(jìn)化史上，靈長目動(dòng)物智力的提升，是伴隨著大腦容量的不斷提升而獲得的，汽車的智能化也遵循同樣的趨勢(shì)，算力的持續(xù)提升是汽車智能化進(jìn)步的標(biāo)志。中央計(jì)算平臺(tái)對(duì)于算力的需求較為多樣化。AI計(jì)算是異構(gòu)計(jì)算中占比最大的部分，邏輯算力的需求也在提升。中央計(jì)算平臺(tái)的兩大應(yīng)用是自動(dòng)駕駛和智能座艙，前者以AI計(jì)算為主，后者以邏輯計(jì)算為主，需要用不同芯片來實(shí)現(xiàn)。每增加一級(jí)自動(dòng)駕駛等級(jí)，算力需求十倍上升。

　　AI對(duì)算力的需求過去7年間提升了7個(gè)數(shù)量級(jí)，舊摩爾定律已經(jīng)無法支撐AI對(duì)算力的需求，且車規(guī)級(jí)AI芯片的軟件成本增長比硬件更快，正急劇推高芯片開發(fā)成本。李星宇表示，特斯拉之所以能領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，主要在于自家的FSD，其相對(duì)于英偉達(dá)Drive PX2，性能提升21倍，功耗只增加1/4，成本還降了20%。從特斯拉可以看出AI計(jì)算的“新”摩爾定律：軟硬協(xié)同提升數(shù)據(jù)處理效能。

　　據(jù)了解，地平線基于軟硬協(xié)同理念來打造AI處理器，去年推出中國首款車規(guī)級(jí)AI芯片——征程2，今年第一季度應(yīng)用在長安的量產(chǎn)車上。地平線還計(jì)劃推出征程5，可以在15W功耗下提供96 TOPS的算力。

　　李星宇指出，整體來看，車載計(jì)算平臺(tái)有四大趨勢(shì)：計(jì)算集中化、軟硬件解耦、平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化以及應(yīng)用生態(tài)化。三大核心支柱為：AI計(jì)算芯片、車載操作系統(tǒng)以及海量數(shù)據(jù)閉環(huán)。軟件定義汽車成終極方向：中央計(jì)算-區(qū)構(gòu)架支撐面向服務(wù)的軟件框架。

　　技術(shù)的巨變必然帶來產(chǎn)業(yè)變革。他指出，汽車行業(yè)正按照IT行業(yè)的邏輯和節(jié)奏向前發(fā)展；產(chǎn)業(yè)生態(tài)也將重塑，拼圖式合作將替代傳統(tǒng)的塔狀結(jié)構(gòu)供應(yīng)鏈；整個(gè)汽車行業(yè)的價(jià)值鏈發(fā)生轉(zhuǎn)移，智能化零部件成整車最大成本因素，例如特斯拉Model 3的智能化零部件占比到2030年預(yù)計(jì)將達(dá)到45%；淘汰賽拉開序幕，行業(yè)迎來百年巨變。

　　?精彩問答

　　在講座之后，李星宇還與網(wǎng)友進(jìn)行了問答互動(dòng)。記者擷取精華，以饗讀者。

　　Q：地平線的芯片主打域控制器還是中央計(jì)算機(jī)域？

　　A：分階段，地平線征程2和征程3在域控制器階段，而計(jì)劃年底或明年初推出的征程5的算力有20倍提升，將應(yīng)用于中央計(jì)算平臺(tái)。

　　Q：在特斯拉、大眾、寶馬等企業(yè)推出的計(jì)算平臺(tái)中，您最看好哪一種？為什么？

　　A：看好特斯拉所代表的計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)，其大幅提升了進(jìn)化效率，軟件迭代效率較高。不過，并不是一種架構(gòu)適用所有。特斯拉的車型較少，價(jià)位高，但大眾車型分布廣，類型多，故而其使用3個(gè)域控制器的架構(gòu)，可有效搭配不同車型。寶馬對(duì)安全較為看重，故而采用了復(fù)雜的異構(gòu)的計(jì)算架構(gòu)，來達(dá)到自己的功能安全標(biāo)準(zhǔn)。所以說，每一家的計(jì)算平臺(tái)都必須根植于自家產(chǎn)品組合和品牌定位，只有最適合，沒有最優(yōu)。

　　Q：邁向智能汽車時(shí)代，中國企業(yè)應(yīng)該怎么做？

　　A：中國的主機(jī)廠應(yīng)學(xué)習(xí)特斯拉，但不應(yīng)是“復(fù)制”，比較可行的方式是充分集合中國的創(chuàng)新企業(yè)，協(xié)同作戰(zhàn)。中國市場(chǎng)的駕駛工況、消費(fèi)者需求等與國外有諸多差異，這些差異可作為中國企業(yè)的突破口。上游有芯片開發(fā)能力的公司與主機(jī)廠進(jìn)行深度組合，協(xié)同創(chuàng)新，會(huì)是一個(gè)更有實(shí)踐性的道路。

　　Q：中國的造車新勢(shì)力能趕上特斯拉嗎？較傳統(tǒng)主機(jī)廠有哪些優(yōu)勢(shì)？

　　A：在中國的駕駛場(chǎng)景下，很期待中國的造車新勢(shì)力去追趕特斯拉。這些造車新勢(shì)力的進(jìn)化速度非?？?，這是其優(yōu)勢(shì)所在。相比之下，傳統(tǒng)主機(jī)廠在組織和文化方面有先天劣勢(shì)，決策速度不夠快，人才結(jié)構(gòu)不合理，還需要重新打造軟件能力。

　　Q：地平線除了芯片外，還會(huì)拓展上層業(yè)務(wù)嗎？

　　A：我們進(jìn)行了多番嘗試，但從2019年開始堅(jiān)定了路線，圍繞芯片去做底層賦能。我們的核心是：基于芯片，打造開放式開發(fā)平臺(tái)，使得客戶能夠基于這種平臺(tái)去打造自己的核心軟件能力。

　　Q：地平線今后是否還有更高算力的芯片規(guī)劃？

　　A：對(duì)，我們規(guī)劃的最新一代芯片的算力為三位數(shù)TOPS，對(duì)標(biāo)全球最高水準(zhǔn)。算力不足在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)會(huì)成為智能汽車發(fā)展的瓶頸，如果說車載計(jì)算機(jī)是大腦，那我們首先要對(duì)腦容量進(jìn)行擴(kuò)容，才能保證其后續(xù)有迭代進(jìn)化的能力。

　　Q：在智能化時(shí)代，燃油車相比電動(dòng)汽車是不是沒有優(yōu)勢(shì)？

　　A：電動(dòng)汽車更容易平臺(tái)化，平臺(tái)對(duì)于智能化也是一個(gè)加分項(xiàng)。未來有兩個(gè)解耦趨勢(shì)，除了軟硬件解耦外，還有機(jī)械和電子的解耦，電動(dòng)汽車的機(jī)電解耦先天比燃油車更容易。不過，這并不意味著燃油車沒有優(yōu)勢(shì)，尤其是其會(huì)在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)占市場(chǎng)主體，還是要看用戶需求，我們的第一個(gè)量產(chǎn)上車的車型就是燃油車。

　　編輯：齊萌

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