雖然疫情給2020年的汽車市場蒙上了一層陰影，但是今年仍然有一些新車發(fā)布足夠讓行業(yè)為之振奮，近期發(fā)布的小鵬P7一定會是其中不可忽視的一款，這輛主打智能化的電動轎跑被媒體們貫以了“堆料狂魔”的稱號，甚至將其智能化程度與特斯拉Model 3直接對標(biāo)。
誠然，小鵬搭載了眾多的智能駕駛配置，包括13個車外攝像頭+1個車內(nèi)座艙攝像頭、5個毫米波雷達、12個超聲波雷達、ADAS地圖、整車OTA等等。但筆者認為這輛車擁有的一項最核心的技術(shù)，恰恰被很多人所忽視掉了，那就是P7所使用的車載計算平臺，這是繼奧迪zFAS和特斯拉Autopilot 2.0之后，又一個高度中央化的車載計算平臺，它使得車載系統(tǒng)能夠像人腦一樣，將遍布車身的傳感器所采集到的數(shù)據(jù)匯總到中央計算平臺統(tǒng)籌處理，并做出合理的決策。更重要的是，為了達成中央計算平臺所需要的高算力，小鵬汽車不惜血本，在P7的車載計算平臺當(dāng)中首次使用了NVIDIA的最新一代Drive平臺芯片Xavier SoC（片上系統(tǒng)），這也使得P7成為了業(yè)內(nèi)首款搭載Xavier SoC的量產(chǎn)車，但據(jù)說Xavier的官方價格達到500美金。
車載計算平臺有多重要？
簡單來說，車載計算平臺是一切智能駕駛功能的實現(xiàn)基礎(chǔ)。大部分智能駕駛/駕駛輔助功能的實現(xiàn)原理都是通過處理車載傳感器所收集的數(shù)據(jù)判斷場景，再依據(jù)場景提供相應(yīng)的功能。而車載計算平臺就是處理這些數(shù)據(jù)并作出相應(yīng)判斷的核心單元，其之于車載傳感器以及車載控制系統(tǒng)的關(guān)系類似于人腦之于五官以及四肢的關(guān)系。換句話說，沒有車載計算平臺的支撐，為系統(tǒng)增加再多的傳感器或再精準(zhǔn)的控制系統(tǒng)都將是徒勞。
由于汽車駕駛場景的復(fù)雜程度極高，車輛就需要更多以及精度更高的傳感器來覆蓋足夠全面的復(fù)雜場景，這就使得車企對車載計算平臺算力的需求進一步增強。與消費電子領(lǐng)域的計算平臺不同，車載計算平臺在功耗，安全性以及穩(wěn)定性上都有著極其嚴(yán)苛的要求，這就使得研發(fā)高算力產(chǎn)品的難度進一步提高。為了攻克這一難題，車企想盡了一切辦法，更有甚者選擇了自主研發(fā)計算芯片，這就是我們前面提到的特斯拉。
眾所周知，特斯拉是全球智能駕駛領(lǐng)域的標(biāo)桿，其Autopilot系統(tǒng)無論是在功能開放程度還是實際使用體驗上都要優(yōu)于其它傳統(tǒng)車企的產(chǎn)品。不過，如果單看Autopilot系統(tǒng)的傳感器布局，你會發(fā)現(xiàn)其并沒有太多出彩的地方，既沒有搭載奧迪A8上的激光雷達，也沒有使用通用Supercruise上的高精地圖，而是僅僅靠著最傳統(tǒng)的攝像頭+毫米波雷達來完成數(shù)據(jù)采集。事實上，Autopilot的出色表現(xiàn)來自于其所使用的AI深度學(xué)習(xí)算法，以及支撐這整套復(fù)雜算法的高性能車載計算平臺。
早在Autopilot 1.0的時代，馬斯克就敏銳的發(fā)現(xiàn)了車載計算平臺的重要性，而當(dāng)時為Autopilot提供計算平臺的供應(yīng)商Mobileye已經(jīng)無法提供讓馬斯克所滿意的產(chǎn)品了。因此在2016年，我們首次看到了搭載基于NVIDIA Drive PX2定制計算平臺的特斯拉量產(chǎn)車，這就是Autopilot 2.0。1年后，NVIDIA按照特斯拉的要求對這套計算平臺進行了進一步的更新，也就是業(yè)內(nèi)所說的Autopilot 2.5。然而NVIDIA的更新步伐仍然無法滿足特斯拉對于高算力計算平臺的需求，最終，馬斯克選擇了邀請傳奇芯片架構(gòu)師Jim Keller出山，帶領(lǐng)特斯拉團隊自主研發(fā)了新一代的車載計算平臺芯片，這就是目前特斯拉Autopilot 3.0系統(tǒng)上所搭載的FSD（Full Self-driving）芯片。
從算力上來看，Autopilot 2.5的計算平臺搭載兩顆NVIDIA Tegra Parker SoC和一顆Pascal 架構(gòu)GPU，平臺算力在10 TOPS左右，而Autopilot 3.0搭載兩個特斯拉自研FSD芯片（兩個芯片為相互備份冗余關(guān)系，而并非直接疊加關(guān)系），平臺算力則高達72 TOPS，這要比小鵬P7上所搭載的NVIDIA最新一代Xavier SoC的算力（30 TOPS）還要高出一倍多。高算力所帶來的性能提升直接體現(xiàn)在了Autopilot 3.0系統(tǒng)的視覺感知能力上，雖然Autopilot 2.5與Autopilot 3.0 所搭載的傳感器布局基本一致，但前者由于算力的限制，車外所有攝像頭中，只有前視三目中的一個攝像頭能夠在高幀數(shù)下運轉(zhuǎn)，而其余攝像頭均只能運行在10幀/秒的幀數(shù)以下。反觀Autopilot 3.0，其算力可以支撐全部8個攝像頭均在36幀/秒的速度運轉(zhuǎn)。高幀數(shù)所帶來的直接效果就是車輛所能感知到的環(huán)境信息更加豐富，這也使得人工智能算法能夠更準(zhǔn)確的識別并標(biāo)注道路上的物體，從而達到更高的智能駕駛系統(tǒng)表現(xiàn)。
產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——車載計算平臺是阿喀琉斯之踵
特斯拉的芯片自研策略足以說明車載計算平臺的重要性，但是，馬斯克和特斯拉畢竟只有一個，芯片自研之路也不是誰都可以走的，因此，絕大部分車企在整合車載計算平臺時仍然要依賴芯片廠商提供解決方案。令人遺憾的是，目前車載計算平臺的供應(yīng)鏈被少數(shù)幾家強勢的Tier 2廠商所壟斷，包括我們前面提到的Mobileye以及NVIDIA，這意味著上述幾個廠商牢牢控制著智能駕駛領(lǐng)域最核心零部件的研發(fā)與迭代節(jié)奏。不管車企和Tier 1對高算力平臺的需求多么迫切，也都只能把自己的精力與資源全部押寶于現(xiàn)有的這幾家供應(yīng)商。也正是市場上車載計算平臺可選擇性的匱乏，導(dǎo)致了眾多車企的智能駕駛系統(tǒng)出現(xiàn)差異性不強，研發(fā)成本高，更新迭代速度慢等問題。
如果我們把目光聚焦于國內(nèi)，更會發(fā)現(xiàn)車載計算平臺是我國發(fā)展智能駕駛的阿喀琉斯之踵。由于上面提到的計算平臺的壟斷供應(yīng)商全部是海外企業(yè)，其核心研發(fā)部門均不在國內(nèi)，且在國內(nèi)所提供的產(chǎn)品也都是與全球其它市場同步的標(biāo)準(zhǔn)化解決方案，因此國內(nèi)車企在選擇車載計算平臺時就會面臨三大難題：
l 國外供應(yīng)商提供的計算平臺解決方案較為封閉，沒有給國內(nèi)車企流出足夠多的算法定制與自研空間。
l 由于國外供應(yīng)商的核心技術(shù)團隊都在海外，其在國內(nèi)提供的本土化技術(shù)支持十分有限，響應(yīng)速度也遠無法達到國內(nèi)車企的需求。
l 國外供應(yīng)商提供的解決方普遍價格較高，議價空間也十分有限。這對本就主打國內(nèi)主打性價比，利潤空間相對較小的國內(nèi)車企來說是一大挑戰(zhàn)
由于確乏本土的供應(yīng)商，車載計算平臺領(lǐng)域已經(jīng)成為了中國發(fā)展智能駕駛的最大瓶頸。在這個背景下，國內(nèi)智能駕駛產(chǎn)業(yè)的上下游，均在期盼著有國內(nèi)的公司能夠提供有競爭力的車載計算平臺解決方案。
中國公司的機會
針對這樣一個關(guān)鍵的市場缺口，從2018年開始，國內(nèi)浮現(xiàn)了一批旨在提供相關(guān)解決方案的創(chuàng)業(yè)公司。但正如我們之前所說，車載計算芯片的產(chǎn)品門檻極高，其不單單需要企業(yè)具備充足的半導(dǎo)體相關(guān)軟硬件研發(fā)經(jīng)驗，同時在產(chǎn)品的定義與生產(chǎn)等環(huán)節(jié)上還要與汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格接軌。這就導(dǎo)致了國內(nèi)的“自主芯片”呼聲雖高，但鮮有成熟的產(chǎn)品問世，目前在量產(chǎn)車市場當(dāng)中實現(xiàn)產(chǎn)品落地的，我們只看到了一家創(chuàng)業(yè)公司——地平線。
作為國內(nèi)最早的一家專注于AI芯片開發(fā)的創(chuàng)業(yè)公司，地平線在智能駕駛領(lǐng)域同樣定位于Tier 2。但是與國際廠商不同的是，地平線立足于國內(nèi)，擁有著海外公司所不具備的本土化優(yōu)勢——既地平線能夠更加快速地響應(yīng)國內(nèi)客戶的需求，并提供符合本土用戶使用習(xí)慣的自動駕駛解決方案。
當(dāng)然，僅依靠本土化能力還遠遠不夠，車載計算平臺開發(fā)的最大難點在于如何在低功耗，高安全性和高穩(wěn)定性的基礎(chǔ)之上實現(xiàn)高算力和高表現(xiàn)。今年，地平線在智能駕駛領(lǐng)域的核心產(chǎn)品征程2芯片實現(xiàn)了首次聯(lián)產(chǎn)項目落地，搭載在了長安UNI-T上。
作為國內(nèi)首款車規(guī)級AI芯片，征程2的性能絲毫不遜色于同級別的海外產(chǎn)品，得益于與Mobileye類似的軟硬結(jié)合研發(fā)模式，征程2可在典型功耗僅2瓦的情況下，提供4 TOPS等效算力。不過，與Mobileye軟硬結(jié)合所產(chǎn)生的封閉產(chǎn)品策略不同，地平線為了保持自身產(chǎn)品的開放性，特意為其征程芯片配備了一套名為“天工開物”的AI開發(fā)平臺，其中的工具鏈和算法IP給了客戶充足的空間去開發(fā)以及定制符合其自身差異化需求的系統(tǒng)。
在征程2取得市場肯定的基礎(chǔ)之上，地平線正在全力研發(fā)其下一代產(chǎn)品——征程5。據(jù)悉，預(yù)計在今年正式推出的征程5將面向高級別自動駕駛市場，其算力將超過特斯拉自研的FSD芯片，達到96 TOPS AI算力。這也使其有能力驅(qū)動最多16路高清攝像頭同時在高幀數(shù)情況下進行感知。與特斯拉的FSD一樣，征程5的設(shè)計也嚴(yán)格遵循著“軟件定義硬件”的思路，旨在能夠最大化的將其芯片算力應(yīng)用于智能駕駛和視覺感知相關(guān)的AI算法，可以說征程5+“天工開物”的組合未來將成為中國車企對標(biāo)特斯拉的必備解決方案。
雖說受疫情的影響，全球汽車產(chǎn)業(yè)的終端生產(chǎn)量與銷售量均出現(xiàn)了明顯的下滑。但是對于前沿技術(shù)來說，目前這個階段正是各車企專心研發(fā)，并提升技術(shù)內(nèi)功的絕佳時期。在年初我國政府發(fā)布的《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》和《汽車駕駛自動化分級》推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)這兩個關(guān)鍵性政策的推動下，國內(nèi)智能汽車在今年的發(fā)展也并沒有任何因疫情而放緩的跡象，國內(nèi)車企對于高級別自動駕駛系統(tǒng)的渴求甚至不降反升，而這也將為地平線在智能駕駛領(lǐng)域的未來征程鋪平道路。