由于在算力、能耗、車規(guī)、量產(chǎn)等方面的諸多挑戰(zhàn)，在ai芯片領(lǐng)域，自動(dòng)駕駛芯片常被比作其中的珠穆朗瑪峰。面對(duì)這個(gè)AI芯片的制高點(diǎn)，各家公司可謂各顯神通，無論是谷歌、英特爾等計(jì)算平臺(tái)巨頭，或是特斯拉這樣的新秀，還有做單點(diǎn)技術(shù)的初創(chuàng)公司，都在不斷嘗試在自動(dòng)駕駛芯片上尋求突破。

近日，地平線發(fā)布了其在自動(dòng)駕駛芯片上的最新進(jìn)度：新一代車載AI芯片征程3。這家成立于2015年的公司，是國(guó)內(nèi)AI芯片領(lǐng)域的先行者，它在2019年發(fā)布了中國(guó)首款車規(guī)級(jí)AI芯片征程2，并實(shí)現(xiàn)了規(guī)模性量產(chǎn)。在過去的5年內(nèi)，地平線成為了中國(guó)自動(dòng)駕駛AI芯片的代表，它的一舉一動(dòng)，不但牽動(dòng)著整個(gè)行業(yè)，也決定了中國(guó)自動(dòng)駕駛芯片在世界的話語(yǔ)權(quán)。

自動(dòng)駕駛芯片的演化

自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)，是傳感器數(shù)據(jù)融合、深度學(xué)習(xí)、車聯(lián)網(wǎng)、地圖、人機(jī)交互等多種技術(shù)耦合的結(jié)果。在這其中，芯片是貫穿始終的。在芯片硬件的選擇上，最早人們使用MCU/CPU/DSP等芯片，后來發(fā)現(xiàn)GPU在圖像處理上的優(yōu)勢(shì)，讓GPU芯片成了用于技術(shù)研發(fā)主流。以顯卡聞名的英偉達(dá)開發(fā)了價(jià)值數(shù)千美元的PX2計(jì)算平臺(tái)，里面包括2個(gè)獨(dú)立的GPU，12個(gè)CPU核心，16nm制程，水冷系統(tǒng)等等，性能上相當(dāng)于150個(gè)MacBook Pro，一次能搞定8顆傳感器（相機(jī)、雷達(dá)和超聲波傳感器）傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。這在傳統(tǒng)汽車上是完全見不到的。

這類高性能芯片，往往需要大量的計(jì)算資源，它們普遍存在能耗高、發(fā)熱嚴(yán)重、噪聲大等問題，配套散熱設(shè)備后，往往會(huì)大幅擠占汽車后備箱的空間，無法滿足嵌入式的要求。即便是英偉達(dá)這樣頂級(jí)GPU大廠，在滿足超高算力的同時(shí)去降低高能耗也顯得捉襟見肘、狼狽不堪。更進(jìn)一步的講，對(duì)于現(xiàn)在的通用型計(jì)算平臺(tái)而言，要么選擇超高算力，要么選擇超低能耗…魚和熊掌不能兼得。于是，行業(yè)出現(xiàn)了新的芯片解決方案，除了傳統(tǒng)的GPU外，還出現(xiàn)了FPGA和ASIC。通俗來講，這三者的關(guān)系可以理解為從“通用”“專用”的進(jìn)階。

CPU的通用性最強(qiáng)，可以勝任很多工作，但在解決計(jì)算機(jī)視覺信號(hào)上，效率比不過GPU，而GPU在某些方面又不如專用的ASIC芯片（專用集成電路，意思就是面向?qū)ｉT計(jì)算用途打造的芯片）。

英偉達(dá)推出的PX2，曾用在特斯拉的車上，2019年4月，特斯拉推出Autopilot 3.0系統(tǒng)，就是基于自研的ASIC自動(dòng)駕駛芯片。

據(jù)馬斯克透露，這款專用芯片能以不到100瓦的功耗輸出144TOPS的算力，比英偉達(dá)的PX2有10倍以上的能效比，“也就是說，在相同的能耗和成本下，它的工作效率將會(huì)提高10倍?！?span style="text-indent:2em;">車企其實(shí)不一定非要自己研發(fā)芯片，與科技廠商合作研發(fā)是當(dāng)下大多數(shù)傳統(tǒng)車企所采用的路線。比如英特爾和寶馬收購(gòu)了Mobileye并與寶馬、克萊斯勒等車企結(jié)盟，小鵬等多家公司也繼續(xù)沿用了英偉達(dá)的方案。特斯拉自研芯片的考慮首先是對(duì)于成本的控制，以Dirve PX 2為例，單塊價(jià)格為1.5萬美元。特斯拉有全球最大的電動(dòng)車保有量，自研芯片+代工的模式，雖然短期成本投入比較大，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來看是相當(dāng)劃算的買賣。同時(shí)，自研芯片也可以讓車企具備核心技術(shù)，提高護(hù)城河；可以讓自己的算法在一個(gè)更加合適的平臺(tái)去實(shí)現(xiàn)價(jià)值。

雖然好處多多，但是芯片開發(fā)的成本是巨大的，而且回報(bào)周期很長(zhǎng)，如果沒有相當(dāng)足的技術(shù)積累、體量，和在自動(dòng)駕駛上的決心，可能絕大多數(shù)車企都不會(huì)去效仿特斯拉。

地平線的商業(yè)化路徑

回到中國(guó)的自動(dòng)駕駛芯片，地平線一直致力于低功耗的邊緣AI芯片，通過算法和芯片的深度整合，提升芯片有效算力，在同等性能的情況下大大降低功耗和成本，保證實(shí)時(shí)性。相比于高性能芯片，地平線的方案可以做到快速部署，在成本和推廣上有著先天的優(yōu)勢(shì)。高性能芯片雖然算力更高，但受制于成本法規(guī)等因素，目前能實(shí)現(xiàn)的功能有限，比如小鵬P7中搭載的英偉達(dá)DRIVETM AGX Xavier，雖然運(yùn)算能力達(dá)到了30 TOPS，但功耗也高達(dá)30W，根據(jù)小鵬的介紹，P7可以實(shí)現(xiàn)：

在特定高速公路設(shè)定導(dǎo)航目的地，P7將根據(jù)路線指引，實(shí)現(xiàn)自主變道、切換高速路線，并在行車中實(shí)時(shí)選擇最優(yōu)路線。相比于Mobileye推出的EyeQ4輔助駕駛芯片和征程3，Xavier不僅成本更高，高速中的輔助駕駛也存在諸多限制。地平線切中的正是中國(guó)的乘用車現(xiàn)存市場(chǎng)，雖然存量市場(chǎng)有對(duì)于智能化和自動(dòng)化的需求，但國(guó)內(nèi)能提供解決方案的公司卻寥寥無幾。

目前征程2已經(jīng)在奇瑞螞蟻SUV，和長(zhǎng)安汽車UNI-T車型上使用，地平線已簽下20余個(gè)前裝定點(diǎn)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)裝車量可達(dá)數(shù)百萬臺(tái)，2020年內(nèi)將有6款搭載地平線車載AI芯片的量產(chǎn)車型上市。地平線已與廣汽研究院，廣汽資本簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，計(jì)劃在未來的車型中搭載征程3芯片。作為最新的產(chǎn)品，征程3從28nm轉(zhuǎn)換到了臺(tái)積電的16nm工藝，AI算力達(dá)到了5 TOPS。地平線CEO余凱表示，“如果我們對(duì)標(biāo)這幾個(gè)芯片，比如英偉達(dá)Xavier、TI TDA 4，我們的功耗可以做到他們的1/10，僅為2.5w。而我們的AI計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)每秒鐘422鄭”

事實(shí)上，征程3的性能已經(jīng)超越了行業(yè)翹首Mobileye的EyeQ4系列芯片(以3W的功耗，實(shí)現(xiàn)2.5Tflops的計(jì)算性能)。和前代征程2主打的智能座艙功能不同，征程3可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車、駕駛員監(jiān)控、輔助駕駛、智能座艙等功能，可實(shí)現(xiàn)更高的圖像處理能力：支持4-6路camera接入；支持[emailprotected]圖像處理；HDR寬動(dòng)態(tài)；支持3d降噪、畸變矯正；支持3A（AE/AWB/AF）功能。

總體來看，征程3依然是應(yīng)對(duì)當(dāng)下中國(guó)自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的一款產(chǎn)品，配套目前主流的攝像頭、毫米波雷達(dá)傳感器，能在很多量產(chǎn)車上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車等非常實(shí)用的功能。同時(shí)，為了促進(jìn)芯片的落地，地平線也為Tier1和主機(jī)廠提供了更加開放的工具鏈，以更好地將視覺感知產(chǎn)品與其他傳感器融合，實(shí)現(xiàn)更多效果。而應(yīng)對(duì)中國(guó)未來市場(chǎng)對(duì)更高等級(jí)的自動(dòng)駕駛需求，地平線計(jì)劃在明年年初發(fā)布征程5，單芯片算力達(dá)到96TOPS，搭載這款芯片的量產(chǎn)車型可能會(huì)在2022年第二第三季度推出；而征程6的算力更是到達(dá)400TOPS。

當(dāng)初，基于人們對(duì)于自動(dòng)駕駛的想象，各種高算力平臺(tái)層出不窮，但此后人們逐漸意識(shí)到完全角態(tài)的無人駕駛遙遙無期，“輔助智能駕駛”就成了行業(yè)落地，進(jìn)行商業(yè)化的關(guān)鍵。從2018年開始，行業(yè)人士愈發(fā)意識(shí)到自動(dòng)駕駛落地的重要性，開始尋求更容易實(shí)現(xiàn)，更具性價(jià)比的解決方案。

地平線就是其中一個(gè)代表，用足夠的算力和低功耗低成本等思路，在中國(guó)自動(dòng)駕駛市場(chǎng)找到了真正落地的機(jī)會(huì)，讓它有實(shí)力和資本去嘗試更多的可能，也讓未來自動(dòng)駕駛芯片的全球競(jìng)爭(zhēng)中，不缺乏來自中國(guó)的力量。

編輯：jq