（電子發(fā)燒友網(wǎng)報道 文/章鷹）近日，全球汽車行業(yè)傳來好消息，國際評級機構惠譽發(fā)布最新報告，預計到2030年，全球電動車銷量將突破3400萬輛，電動車市場份額將達到28%。假設2030年電動車在中國、歐盟和美國的新車占比分別是45%、52%和40%，中國將是全球最大的電動車市場。

“智能汽車是堪比‘計算機誕生’級別的顛覆式創(chuàng)新，中國已經(jīng)成為全球頂級汽車智能芯片的角斗場，高通、英偉達等海外廠商芯片首發(fā)都在中國車型上，通過先進技術的加持，中國市場產(chǎn)生智能汽車爆款，激發(fā)了消費者對智能汽車購買的強需求。”地平線聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO黃暢對電子發(fā)燒友記者表示。

“自動駕駛走向量產(chǎn)落地，算力的需求持續(xù)提升。我們認為現(xiàn)在主流車廠的就是L2＋到L4級別自動駕駛的演進路線。AI算法的進化極大推動了汽車智能化的發(fā)展，自動駕駛所覆蓋的應用場景已經(jīng)從最早的防撞、車道線保持，到現(xiàn)在的變道超車，甚至在各種復雜條件下完成更加復雜的功能。這些新功能對于數(shù)據(jù)處理和計算平臺算力需求不斷提升。新的趨勢是AI計算逐步取代邏輯計算，成為車載計算的核心，尤其走向L3以上更高級別的自動駕駛。”

圖：地平線聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO黃暢

為什么解決高等級自動駕駛要借助智能計算架構2.0？在大算力芯片加速上車的浪潮中，征程5和貝葉斯架構具備怎樣的軟硬一體化優(yōu)勢？在“軟件定義汽車”的趨勢下，地平線先后宣布和上汽、比亞迪等車廠合作，地平線為何能贏得國內(nèi)汽車大廠青睞？黃暢給我們帶來智能計算前沿趨勢的解讀和獨家觀察。

智能計算架構2.0時代到來，應自動駕駛技術新范式而生

智能計算架構2.0時代的到來正是應對高級別自動駕駛需求誕生的。黃暢分析說：“在PC時代，電腦是通用任務處理的機器，需要的是通用計算能力，因此PC的計算架構主要是邏輯計算CPU。手機時代，手機成為通用的多媒體聯(lián)網(wǎng)交互平臺，重要的功能是支付、拍照、上網(wǎng)等等，以CPU+GPU作為主要計算架構。到了智能汽車時代，需求顯然不一樣，對于智能汽車這個‘新物種’，視覺感知、決策規(guī)劃、人機交互的任務處理都是非常重要的，就需要支持智能駕駛及智能交互的神經(jīng)網(wǎng)絡計算架構，以地平線BPU為代表。”

人工智能在推動智能駕駛的發(fā)展進程中非常重要，比如地平線最新一代的基于征程5的自動駕駛系統(tǒng)里面，很多在CPU上的負載，就是過去跑那些規(guī)則的算法，都被用數(shù)據(jù)驅(qū)動、深度學習的模型給替代掉了，這降低對CPU負載需求，形成了以BPU為代表的子系統(tǒng)，這種基于數(shù)據(jù)流的分布式異構計算，支持更高階、更多傳感器的高等級輔助駕駛方案的落地。

隨著自動駕駛級別的提升，單車傳感器的數(shù)量呈倍級增加。預計自動駕駛Level 1-2 級需要10-20 個傳感器，Level 3 級需要20-30 個傳感器，Level 4-5 級需要40-50 個傳感器。同時，隨著數(shù)據(jù)量的猛增，對于算力的需求也是倍增的，其中L2級別的自動駕駛，計算能力大致需要10TOPS；L3需要100TOPS以上的算力；到L3+的算力級別已經(jīng)上升到1000TOPS以上。

地平線去年推出的第三代車規(guī)級AI芯片“征程5”，該芯片采用16nm工藝，單顆芯片AI算力達128TOPS，典型功耗30W，支持16路攝像頭感知計算，可覆蓋L4級自動駕駛需求，是國內(nèi)首款可量產(chǎn)的百TOPS級大算力AI芯片。

黃暢指出，基于規(guī)則實現(xiàn)通用計算，典型的是CPU，用邏輯驅(qū)動的方式進行編程，我們稱之為智能計算架構的1.0時代。通過端云數(shù)據(jù)不斷的聚合，并且化繁為簡的開發(fā)范式和算法，以及軟硬結(jié)合的計算架構的不斷迭代，我們會推演到智能計算架構的2.0時代，這是典型的數(shù)據(jù)驅(qū)動，尤其以深度學習、增強學習為代表的這種全新的計算架構的衍生。

這個范式級別的架構革新將會和與它支撐的軟件、硬件的計算架構相結(jié)合，從而加速實現(xiàn)機器的自編程和應用的自適應。這是智能計算架構2.0，讓機器更自主、讓開發(fā)更簡單、讓計算更智能。

現(xiàn)在主流的一種觀點認為，以美國新能源汽車廠商特斯拉為例，這家公司構建自動駕駛的數(shù)據(jù)閉環(huán), 自動駕駛的算法模塊，基本都是數(shù)據(jù)驅(qū)動的訓練模型要優(yōu)于基于規(guī)則或者優(yōu)化的，尤其是感知和預測。Tesla建立了Autopilot數(shù)據(jù)引擎框架：確認模型誤差、數(shù)據(jù)標注和清洗、模型訓練和重新部署。

征程系列芯片是地平線推出的車規(guī)級SoC，包含CPU子系統(tǒng)、BPU子系統(tǒng)，視頻輸入系統(tǒng)、圖像前處理系統(tǒng)、編解碼系統(tǒng)、內(nèi)存管理系統(tǒng)、外設管理等。對于地平線最重要的是里面的BPU，這是地平線自己設計的IP，并且與其他IP一起組成了SoC。地平線的貝葉斯架構顯然是在自研基礎上，形成基于深度學習、神經(jīng)網(wǎng)絡，以數(shù)據(jù)驅(qū)動為特征的計算范式。

受益于軟件架構！征程5算力實現(xiàn)“可持續(xù)增長”，生態(tài)合作模式引來眾多廠商

“2021年7月發(fā)布，AI芯片征程5發(fā)布時單顆算力128TOPS，最強計算性能為1283 FPS，受益于軟硬結(jié)合，在一年的時間里提高到了1583 FPS。這個關鍵指標是如何實現(xiàn)的呢？”黃暢表示，征程5芯片的硬件、算法都沒有變，變的是軟件架構。我們僅僅通過編譯器調(diào)度、軟件架構上的演進，獲得20%性能提升。即通過軟件、算法、硬件架構的設計，我們還可以持續(xù)推進端到端整體的計算架構計算效率持續(xù)往前演進。

過去十年，各個領域的AI算法大約平均每9-14個月達成相同精度條件下計算次數(shù)下降一半，這個速度比歷史上最快的摩爾定律18個月翻倍還要快，而且它還在持續(xù)不斷成長。黃暢認為，在芯片設計的過程中，要關注硬件設計的架構是如何被算法所定義，要思考如何通過軟硬協(xié)同達到性能最優(yōu)解。

為了應對新的需求，地平線在征程5芯片上搭載了第三代的處理器架構貝葉斯，它聚焦最新的神經(jīng)網(wǎng)絡架構設計，能滿足自動駕駛場景需求，它本身的近存計算體系，脈動張量陣列和大并發(fā)的數(shù)據(jù)橋，使得它有很好的計算密度和能效。具體表現(xiàn)就是能夠支持不同自動駕駛場景下的AI算子，高度軟硬件并行化，實現(xiàn)了128TOPS的超強AI算力以及60MS的業(yè)界最低延遲。

截至2021年底，地平線征程芯片累計出貨量突破100萬片。目前，地平線已與超過20家車企簽下超過70款車型的前裝量產(chǎn)定點項目，成為量產(chǎn)規(guī)模最大的中國車規(guī)級AI芯片企業(yè)。高工智能汽車研究院數(shù)據(jù)顯示，今年1-5月地平線出貨量在智能駕駛域控制器芯片前裝市場第三方供應商排名中位列第一。

征程5還在續(xù)寫地平線新的前進腳步。今年國內(nèi)汽車行業(yè)四大廠商，包括比亞迪、上汽、一汽紅旗、自游家先后和地平線合作，揭開了征程5在高等級自動駕駛量產(chǎn)車的序幕。

4月21日，比亞迪與地平線正式宣布達成定點合作，比亞迪將在其部分車型上搭載地平線高性能、大算力自動駕駛芯片征程5，打造更具競爭力的行泊一體方案，實現(xiàn)高等級自動駕駛功能。按照計劃，搭載地平線征程5的比亞迪車型最早將于2023年中上市。

7月18日，地平線宣布與上汽集團、零束科技深化戰(zhàn)略合作，基于地平線高性能大算力車規(guī)級AI芯片，共同打造面向未來的智能駕駛計算平臺，推動高階智能駕駛產(chǎn)品的開發(fā)和應用。圍繞上汽“銀河”智能車全棧解決方案（包括計算平臺、電子架構、軟件平臺、智能云平臺、艙駕融合數(shù)字化體驗產(chǎn)品），地平線與上汽集團將合力打造搭載征程5芯片的智駕計算平臺，以及搭載下一代大算力芯片征程6的艙駕融合國產(chǎn)計算平臺，兩大計算平臺的量產(chǎn)車型預計將于2023年、2025年依次實現(xiàn)落地。

未來，我們期待地平線帶來算力更大的征程6芯片，在自動駕駛大算力芯片發(fā)展上，中國廠商用自己的表現(xiàn)讓世界矚目。

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