最近幾年，自動(dòng)駕駛無(wú)疑是科技領(lǐng)域最熱的風(fēng)口之一，萬(wàn)億美元市場(chǎng)規(guī)模也吸引了主機(jī)廠、互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)、出行服務(wù)企業(yè)及創(chuàng)業(yè)企業(yè)等共同參與，一時(shí)間成為投資者眼中的“潛力股”。

實(shí)際情況也是如此。作為AI領(lǐng)域最具商業(yè)價(jià)值的場(chǎng)景，自動(dòng)駕駛已經(jīng)成為巨頭們角力的又一個(gè)“主戰(zhàn)場(chǎng)”。其中英特爾153億美元收購(gòu)以色列自動(dòng)駕駛巨頭Mobileye公司就是很好的說(shuō)明。除此之外，谷歌、蘋(píng)果、特斯拉、Uber、百度、騰訊、阿里等都對(duì)自動(dòng)駕駛寄予厚望。

▲賽靈思機(jī)器學(xué)習(xí)資深產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Andy Luo（左）、賽靈思大中華區(qū)銷(xiāo)售副總裁Maria Tang（中）、賽靈思汽車(chē)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Angela Suen（右）

從技術(shù)角度而言，自動(dòng)駕駛需要依賴大量傳感器對(duì)道路環(huán)境信息進(jìn)行采集、處理及做出決策，從而及時(shí)規(guī)避障礙物或者行人，保障交通安全。為了保障這一過(guò)程快速完成，對(duì)于中央處理器的算力要求非常嚴(yán)苛。為此，各大芯片巨頭也推出了不同的解決方案，掘金自動(dòng)駕駛算力金礦，而這其中就包括全球FPGA巨頭賽靈思。

自動(dòng)駕駛芯片發(fā)展路線

提起中央處理器，可能很多人第一印象就是芯片巨頭英特爾，這主要得益于其在桌面處理器領(lǐng)域的霸主地位。然而來(lái)到自動(dòng)駕駛時(shí)代，情況則發(fā)生了重大改變。由于處理對(duì)象變成視頻及圖片等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)CPU處理器已經(jīng)顯得捉襟見(jiàn)肘。

面對(duì)新的挑戰(zhàn)，芯片巨頭英特爾也不敢絲毫怠慢。除了收購(gòu)ADAS巨頭Mobileye之外，英特爾還先后收購(gòu)了Altera和eASIC公司，用于強(qiáng)化在FPGA領(lǐng)域布局，并成立了可編程解決方案集團(tuán)( PSG )。英特爾希望將傳統(tǒng)CPU和FPGA集成到一塊芯片中，也就是eASIC技術(shù)。

相對(duì)于英特爾的焦慮，另一個(gè)芯片巨頭英偉達(dá)則顯得春風(fēng)得意。據(jù)了解，在自動(dòng)駕駛中視覺(jué)處理需要消耗主要的算力，而這恰恰是GPU的強(qiáng)項(xiàng)，其出色的并行矩陣計(jì)算能力對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和分類(lèi)都能提供顯著的加速效應(yīng)。為此，當(dāng)下的自動(dòng)駕駛芯片中，英偉達(dá)占據(jù)了主要的市場(chǎng)份額。其Drive PX2和Drive Xavier方案已經(jīng)可以滿足L3、L4級(jí)別自動(dòng)駕駛算力要求。

對(duì)于國(guó)內(nèi)創(chuàng)業(yè)者而言，由于在芯片設(shè)計(jì)及制造方面的不足，雖然進(jìn)入人工智能領(lǐng)域初創(chuàng)企業(yè)很多，但是更多采用開(kāi)源ASIC架構(gòu)設(shè)計(jì)芯片，應(yīng)用主要集中在人臉識(shí)別、安防、金融等領(lǐng)域，在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域涉足的還不是很多，和國(guó)外存在一定差距。

從上面的介紹中也不難看出，在自動(dòng)駕駛芯片方面，主要有CPU、GPU、FPGA、ASIC等幾種技術(shù)類(lèi)型。從運(yùn)算能力方面來(lái)看，CPU基本上顯然不太適合。如果使用GPU顯然成本更高，且需要車(chē)規(guī)級(jí)別驗(yàn)證。另一方面，自動(dòng)駕駛對(duì)于延遲及功耗也有著更加嚴(yán)格的要求。

FPGA的機(jī)會(huì)在哪？

“對(duì)于自動(dòng)駕駛而言，現(xiàn)階段在算法和模型方面并沒(méi)有最終定型，還處于早期階段”賽靈思機(jī)器學(xué)習(xí)資深產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Andy Luo認(rèn)為：“目前，自動(dòng)駕駛算法迭代周期非常短，每次迭代都需要芯片同步迭代。如果采用GPU和ASIC芯片顯然無(wú)法滿足其靈活性，且成本更高，這無(wú)疑給了FPGA巨大的機(jī)會(huì)?！?/p>

FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，是指一切通過(guò)軟件手段更改、配置器件內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)和邏輯單元，完成既定設(shè)計(jì)功能的數(shù)字集成電路。正是由于其靈活性及可編程性，F(xiàn)PGA也被稱為“萬(wàn)能芯片”。

FPGA屬于半定制電路，相較于ASIC的全定制電路具有更高的靈活性和可編程性。Andy Luo表示：“采用FPGA芯片，如果后續(xù)算法更新，開(kāi)發(fā)人員通過(guò)軟件升級(jí)即可修改芯片，而不是硬件上替換和重新設(shè)計(jì)芯片，從而節(jié)省了大量時(shí)間和成本，這對(duì)于日新月異的自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，顯然是非常適合的。”

“除了設(shè)計(jì)靈活、低成本之外，F(xiàn)PGA芯片另一個(gè)重要特點(diǎn)在于低延時(shí)和低功耗?！睂?duì)于FPGA未來(lái)前景，Andy Luo認(rèn)為：“雖然說(shuō)定制化芯片具有更低的功耗和更高的能效比，但是自動(dòng)駕駛及AI領(lǐng)域創(chuàng)新正不斷發(fā)生，算法也在不斷演進(jìn)。比如，現(xiàn)在GPU上使用雙精度運(yùn)算很火，之后可能會(huì)從浮點(diǎn)運(yùn)算演進(jìn)到定點(diǎn)運(yùn)算，從32bit演進(jìn)到16bit。由此可見(jiàn)，只要?jiǎng)?chuàng)新持續(xù)發(fā)生，F(xiàn)PGA就會(huì)永葆活力！”

對(duì)于GPU而言，雖然說(shuō)其推動(dòng)了深度學(xué)習(xí)的發(fā)展，從而促使全球人工智能浪潮的到來(lái)，但是其成本相對(duì)較高，很難實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。為此，在自動(dòng)駕駛方面，GPU更多地出現(xiàn)在開(kāi)發(fā)階段?；诟髯詢?yōu)缺點(diǎn)，目前自動(dòng)駕駛主要采用“FPGA+GPU”的解決方案。

從技術(shù)發(fā)展來(lái)看，定制化ASIC芯片將會(huì)是自動(dòng)駕駛理想方案，因?yàn)槠渚哂懈偷墓呐c更高的能效比，且批量生產(chǎn)更具有成本優(yōu)勢(shì)。但是至少在3-5年時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)PGA仍將扮演著重要的角色。

開(kāi)啟自動(dòng)駕駛新篇章

從全球市場(chǎng)來(lái)看，中國(guó)在自動(dòng)駕駛方面非?；钴S，其目標(biāo)更是直指更高的L4級(jí)，并且在上海、重慶、北京、河北、浙江、吉林長(zhǎng)春、湖北武漢、江蘇無(wú)錫等地先后建設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)測(cè)試示范區(qū)，包括戴姆勒、寶馬等國(guó)外巨頭都將紛紛在中國(guó)測(cè)試自動(dòng)駕駛汽車(chē)。由此可見(jiàn)，中國(guó)已經(jīng)成為自動(dòng)駕駛必爭(zhēng)的高地。

“我們和中國(guó)市場(chǎng)關(guān)系非常緊密，并且已經(jīng)有很多合作伙伴。” 賽靈思大中華區(qū)銷(xiāo)售副總裁Maria Tang表示：“為了更好地服務(wù)本地客戶，加速中國(guó)智能駕駛汽車(chē)創(chuàng)新，我們特別成立了大中華區(qū)，致力開(kāi)啟中國(guó)ADAS及自動(dòng)駕駛中國(guó)新篇章?！?/p>

為此，3月賽靈思在北京正式推出了其“自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)”——ACAP。

“ACAP不僅僅是一個(gè)新的處理器，而是一個(gè)區(qū)別于CPU和GPU的全新產(chǎn)品類(lèi)型?！?賽靈思汽車(chē)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Angela Suen表示：“ACAP支持最高800萬(wàn)像素?cái)z像頭以及3級(jí)的自動(dòng)駕駛水平，能夠勝任城市與高速路路況。其主要優(yōu)勢(shì)包括，通道帶寬增加、高性能/低功耗、用于環(huán)境認(rèn)知的高性能/低功耗卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）處理、有望提升功能安全性?！?/p>

除此之外，賽靈思還收購(gòu)了中國(guó)AI公司深鑒科技，進(jìn)一步完善自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的布局。對(duì)此，賽靈思機(jī)器學(xué)習(xí)資深產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Andy Luo表示：“賽靈思和深鑒科技的合作由來(lái)已久，此次收購(gòu)也是水到渠成。深鑒科技作為一家AI初創(chuàng)企業(yè)，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)方面已經(jīng)有很深的造詣，并且可提供全套深度學(xué)習(xí)SDK，相當(dāng)于一個(gè)完整的工具鏈。此次合作，也將使得賽靈思更好地進(jìn)入自動(dòng)駕駛領(lǐng)域?！?/p>

小結(jié)：

FPGA并不是一個(gè)新物種。在汽車(chē)，無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施，有線通信，音視頻與廣播，航空航天，工業(yè)、科學(xué)與醫(yī)療，測(cè)試測(cè)量與仿真、消費(fèi)類(lèi)電子等領(lǐng)域都在發(fā)揮著重要的作用。

此次賽靈思將目標(biāo)聚焦于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，并且提供各種軟件定義編程、庫(kù)和框架，可以預(yù)見(jiàn)自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)將變得愈發(fā)容易。至于FPGA在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域能夠走多遠(yuǎn)，套用Andy Luo的結(jié)束語(yǔ)——“有創(chuàng)新的地方就有FPGA”！