自動(dòng)駕駛的軍備競(jìng)賽，很大程度上取決于芯片算力，影響未來自動(dòng)駕駛功能和性能的核心在于高性能車規(guī)級(jí)計(jì)算芯片。年初的CES展上，各大芯片廠商展示了旗下針對(duì)自動(dòng)駕駛的最新解決方案，其中就包括近年來在ADAS領(lǐng)域突飛猛進(jìn)的老牌芯片廠商安霸。
安霸在CES 2022全球首發(fā)其最新AI域控制器芯片CV3系列，該系列基于安霸完全可擴(kuò)展、高能效比的CVflow?架構(gòu)而設(shè)計(jì)，采用5nm制程，相較于上一代車規(guī)級(jí)產(chǎn)品CV2系列，其算力整整提高42倍，高達(dá)500 eTOPS。單芯片即可實(shí)現(xiàn)ADAS應(yīng)用及L4級(jí)自動(dòng)駕駛，這是安霸對(duì)新一代芯片的預(yù)期。
自動(dòng)駕駛芯片領(lǐng)域，玩家眾多，國(guó)際上有英偉達(dá)和Mobileye占據(jù)大量市場(chǎng)份額，國(guó)內(nèi)也有如地平線、黑芝麻在內(nèi)的科創(chuàng)企業(yè)異軍突起。作為多年來在影像芯片和安防領(lǐng)域積攢了深厚經(jīng)驗(yàn)的芯片廠商，安霸在自動(dòng)駕駛行業(yè)也已耕耘多年。如今，隨著在性能表現(xiàn)上非常有吸引力的CV3系列芯片的推出，安霸如何進(jìn)一步布局自動(dòng)駕駛？在這周舉辦的一場(chǎng)線上媒體溝通會(huì)上，安霸高管為我們揭曉了答案。
算力高達(dá)500eTOPS，單顆芯片搭建整套ADAS系統(tǒng)
AI域控制的處理性能通過算力來體現(xiàn)，安霸的CV3算力高達(dá)500 eTOPS，在全球已發(fā)布的單芯片中，屬于第一梯隊(duì)。
安霸中國(guó)區(qū)總經(jīng)理馮羽濤介紹道，eTOPS中的“e”指的是“Equivalent”，意思就是等效的。之所以和大部分廠家的TOPS不同，是用實(shí)際跑神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)出來的等效算力來計(jì)算，這源自于安霸特殊的CVflow?架構(gòu)。
安霸中國(guó)區(qū)總經(jīng)理 馮羽濤
安霸的CVflow?架構(gòu)不等同于任何GPU，其專門針對(duì)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及常見的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)算做了優(yōu)化，這其中涵蓋大量安霸專利的技術(shù)。CV3芯片的計(jì)算性能不能簡(jiǎn)單地與一般的GPU相比較。在產(chǎn)品測(cè)試中，安霸工程師用CV3和傳統(tǒng)GPU運(yùn)行相同的算法，如果二者速度同樣快，那么CV3的等效算力就和對(duì)比測(cè)試的GPU相同，但功耗卻是其幾分之一。
不僅是最新推出的CV3，在所有的CV系列芯片中，CVflow?架構(gòu)都是作為核心存在。安霸自研了這一實(shí)現(xiàn)AI加速引擎的芯片架構(gòu)，它不是一個(gè)通用的計(jì)算平臺(tái)，而是專門為視覺感知以及其它感知算法設(shè)計(jì)的。當(dāng)然，CVflow?架構(gòu)具有一定的通用性，不局限于為一種算法而設(shè)計(jì)，支持大部分主流的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該新一代架構(gòu)的全面性體現(xiàn)在它幾乎綜合考量了低功耗、高效率、強(qiáng)大的運(yùn)算能力、人工智能算法等所有客戶可能考慮的因素。
CV3相比CV2的AI性能提升足足達(dá)到42倍，除了在架構(gòu)上進(jìn)一步優(yōu)化，安霸還在CV3搭載了多達(dá)16個(gè)Arm? Cortex-A78AE CPU內(nèi)核，在支持自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的軟件應(yīng)用所需的CPU性能上，也比上一代芯片CV2提高了整整30倍。
在CV2系列中，安霸集成了4個(gè)Arm A53內(nèi)核，之所以在新一代產(chǎn)品中要增加到16個(gè)核心，馮羽濤表示，在和客戶項(xiàng)目合作的過程中，經(jīng)常受到客戶ARM性能不夠的反饋，許多自動(dòng)駕駛公司的算法里同時(shí)包含神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的AI算法和傳統(tǒng)算法，所謂傳統(tǒng)算法就是一些邏輯層的程序，比如說非神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算，這些往往只能跑在Arm上，而CVflow?提供的主要是針對(duì)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的加速，因此安霸決定增加Arm的CPU的性能來滿足更多客戶的需求。安霸將16個(gè)Arm的A78內(nèi)核分成四個(gè)集群或者cluster，每一個(gè)cluster是四個(gè)核，16個(gè)是4×4的配置。從設(shè)計(jì)的角度而言，這一設(shè)計(jì)可以針對(duì)L4級(jí)自動(dòng)駕駛專門優(yōu)化，不同的Arm核集群用在不同的專注方向上，例如用一個(gè)四核cluster做安全域，用一個(gè)cluster負(fù)責(zé)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及視覺感知，還可以再用一個(gè)cluster實(shí)現(xiàn)傳感器融合。這樣的布局可以使得軟件的開發(fā)相對(duì)獨(dú)立，從整個(gè)系統(tǒng)來講，可以用不同核的集群來控制不同的功能，也可以作為冗余，出于上述考量，安霸的第一顆CV3采用用16顆Arm核。
目前安霸推出的是CV3系列中的CV3 – HIGH旗艦產(chǎn)品，在之后推出偏低端的CV3芯片時(shí)，會(huì)根據(jù)需要減少部分ARM，更針對(duì)性地適應(yīng)客戶算法，幫助客戶降低成本。
有強(qiáng)大的硬件性能作為支持，安霸CV3單顆芯片即可運(yùn)行整套ADAS系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛算法。更高的AI感知能力包括高像素視覺處理、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和超聲波雷達(dá)以及彼此之間的多傳感器深度融合，還對(duì)自動(dòng)駕駛的規(guī)控提供支持。
算法優(yōu)先，融合4D成像毫米波雷達(dá)算法
安霸一直強(qiáng)調(diào)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)策略是“算法優(yōu)先”，從多個(gè)角度注重應(yīng)用方向和算法的需求，其芯片架構(gòu)會(huì)專注于做出一些獨(dú)特的設(shè)計(jì)，來適應(yīng)特殊算法。
安霸的“算法優(yōu)先”體現(xiàn)在四方面，包括其傳統(tǒng)的圖象處理ISP和圖象的視頻壓縮算法；自動(dòng)駕駛算法；CVflow?架構(gòu)中利用AI加速引擎，可以深度融合4D成像毫米波雷達(dá)的算法。
2021年，安霸收購(gòu)了全球球領(lǐng)先的4D成像雷達(dá)算法公司——傲酷，由此在CV3芯片中，安霸集成了傲酷4D成像毫米波雷達(dá)的算法。
對(duì)此，安霸中國(guó)區(qū)市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁郄建軍談到，4D成像毫米波雷達(dá)這兩年成為市場(chǎng)熱點(diǎn)。最明顯的趨勢(shì)是，車載的普通毫米波雷達(dá)逐步升級(jí)到4D成像雷達(dá)。如同近幾年車載激光雷達(dá)的快速普及一樣，車載4D成像雷達(dá)市場(chǎng)也將迎來爆發(fā)。行業(yè)中的毫米波雷達(dá)公司的重點(diǎn)都在轉(zhuǎn)向4D成像雷達(dá)。
安霸中國(guó)區(qū)市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁 郄建軍
對(duì)傲酷來說，安霸用非常獨(dú)特的算法方式，只需要用和普通毫米波雷達(dá)類似的簡(jiǎn)單硬件，就可以做成非常高性能的4D成像雷達(dá)。傲酷加盟安霸之后，4D成像雷達(dá)算法也植入安霸的CV3芯片中，雷達(dá)性能得到大幅提升，和視覺感知也可以實(shí)現(xiàn)深度前融合。
郄建軍補(bǔ)充道，AI的算法更新非?？?，未來會(huì)有更多算法涌現(xiàn)。安霸在芯片設(shè)計(jì)過程中，會(huì)充分考慮到不同的算法，包括現(xiàn)有的芯片如何支持可能出現(xiàn)的更先進(jìn)的算法。CV3芯片測(cè)試過上千種市場(chǎng)上通用的開源算法，也包括安霸自己的VisLab算法。在這一基礎(chǔ)上，安霸再優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)，圍繞算法去優(yōu)化芯片，這就是是“算法優(yōu)先”的核心理念——芯片為算法服務(wù)。
深度布局自動(dòng)駕駛
除了此次CES 2022期間發(fā)布的CV3系列，安霸其實(shí)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域已經(jīng)和全球許多知名自動(dòng)駕駛企業(yè)達(dá)成了域控制器相關(guān)的戰(zhàn)略合作。
在CV2芯片的應(yīng)用方面，安霸和已登陸資本市場(chǎng)的美國(guó)電動(dòng)卡車制造商RIVIAN共同研發(fā)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。RIVIAN在其電動(dòng)卡車上采用了多顆安霸的CV2芯片來支持自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的運(yùn)行?；贑V2芯片的L2級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)Driver+，已經(jīng)量產(chǎn)搭載于RIVIAN的R1T純電皮卡中。
安霸的合作伙伴還包括由安波福和現(xiàn)代合資成立的自動(dòng)駕駛公司Motional。Motional在評(píng)估了很多家供應(yīng)商的自動(dòng)駕駛芯片之后，最終決定采用安霸的多顆CV2來作為她的中央處理器域控制器的視覺感知處理芯片，來推進(jìn)L4級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的研發(fā)。
對(duì)于未來的自動(dòng)駕駛軍備競(jìng)賽，兩位受訪人都認(rèn)為，對(duì)于算力的爭(zhēng)奪將愈發(fā)激烈。
馮羽濤表示，安霸之所以決定進(jìn)入高算力SoC這個(gè)賽道，是基于對(duì)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)的判斷以及對(duì)很多對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能算法的研究，安霸認(rèn)為結(jié)合在視覺感知處理方面積累的包括ISP、低功耗的芯片SoC這方面技術(shù)的積累，加入高算力的CVflow?全新設(shè)計(jì)，在智能駕駛汽車未來發(fā)展的5到10年間，安霸還能用這顆芯片和系列給廣大的汽車行業(yè)的客戶們提供非常多樣化的選擇。這也是為什么安霸選擇在當(dāng)下這個(gè)時(shí)間點(diǎn)推出CV3系列的原因。
郄建軍認(rèn)為，自動(dòng)駕駛芯片的算力之爭(zhēng)會(huì)更加白熱化，各家供應(yīng)商都在PK算力，但總會(huì)接近極限，達(dá)到幾千TOPS，滿足接近L4自動(dòng)駕駛的要求之后，市場(chǎng)節(jié)奏就會(huì)慢下來。除此之外，還有制程方面的競(jìng)爭(zhēng)，從5nm到4nm到3nm甚至更先進(jìn)。但目前來說安霸的5nm芯片已經(jīng)非常先進(jìn)了，未來將注重算力能效比，及算力能效比的提升。在市面上的所有芯片中，安霸能夠做到1W支持10個(gè)TOPS，這是絕無僅有的。
