自動駕駛的軍備競賽,很大程度上取決于芯片算力,影響未來自動駕駛功能和性能的核心在于高性能車規級計算芯片。年初的CES展上,各大芯片廠商展示了旗下針對自動駕駛的最新解決方案,其中就包括近年來在ADAS領域突飛猛進的老牌芯片廠商安霸。
安霸在CES 2022全球首發其最新AI域控制器芯片CV3系列,該系列基于安霸完全可擴展、高能效比的CVflow®架構而設計,采用5nm制程,相較于上一代車規級産品CV2系列,其算力整整提高42倍,高達500 eTOPS。單芯片即可實現ADAS應用及L4級自動駕駛,這是安霸對新一代芯片的預期。
自動駕駛芯片領域,玩家衆多,國際上有英偉達和Mobileye占據大量市場份額,國内也有如地平線、黑芝麻在内的科創企業異軍突起。作為多年來在影像芯片和安防領域積攢了深厚經驗的芯片廠商,安霸在自動駕駛行業也已耕耘多年。如今,随着在性能表現上非常有吸引力的CV3系列芯片的推出,安霸如何進一步布局自動駕駛?在這周舉辦的一場線上媒體溝通會上,安霸高管為我們揭曉了答案。
算力高達500eTOPS,單顆芯片搭建整套ADAS系統
AI域控制的處理性能通過算力來體現,安霸的CV3算力高達500 eTOPS,在全球已發布的單芯片中,屬于第一梯隊。
安霸中國區總經理馮羽濤介紹道,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,是用實際跑神經網絡出來的等效算力來計算,這源自于安霸特殊的CVflow®架構。
安霸中國區總經理 馮羽濤
安霸的CVflow®架構不等同于任何GPU,其專門針對卷積神經網絡以及常見的神經網絡的運算做了優化,這其中涵蓋大量安霸專利的技術。CV3芯片的計算性能不能簡單地與一般的GPU相比較。在産品測試中,安霸工程師用CV3和傳統GPU運行相同的算法,如果二者速度同樣快,那麼CV3的等效算力就和對比測試的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®架構都是作為核心存在。安霸自研了這一實現AI加速引擎的芯片架構,它不是一個通用的計算平台,而是專門為視覺感知以及其它感知算法設計的。當然,CVflow®架構具有一定的通用性,不局限于為一種算法而設計,支持大部分主流的神經網絡架構。該新一代架構的全面性體現在它幾乎綜合考量了低功耗、高效率、強大的運算能力、人工智能算法等所有客戶可能考慮的因素。
CV3相比CV2的AI性能提升足足達到42倍,除了在架構上進一步優化,安霸還在CV3搭載了多達16個Arm® Cortex-A78AE CPU内核,在支持自動駕駛系統的軟件應用所需的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ARM A53内核,之所以在新一代産品中要增加到16個核心,馮羽濤表示,在和客戶項目合作的過程中,經常受到客戶Arm性能不夠的反饋,許多自動駕駛公司的算法裡同時包含神經網絡的AI算法和傳統算法,所謂傳統算法就是一些邏輯層的程序,比如說非神經網絡的計算,這些往往隻能跑在Arm上,而CVflow®提供的主要是針對卷積神經網絡的加速,因此安霸決定增加Arm的CPU的性能來滿足更多客戶的需求。安霸将16個Arm的A78内核分成四個集群或者cluster,每一個cluster是四個核,16個是4×4的配置。從設計的角度而言,這一設計可以針對L4級自動駕駛專門優化,不同的Arm核集群用在不同的專注方向上,例如用一個四核cluster做安全域,用一個cluster負責神經網絡以及視覺感知,還可以再用一個cluster實現傳感器融合。這樣的布局可以使得軟件的開發相對獨立,從整個系統來講,可以用不同核的集群來控制不同的功能,也可以作為冗餘,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旗艦産品,在之後推出偏低端的CV3芯片時,會根據需要減少部分ARM,更針對性地适應客戶算法,幫助客戶降低成本。
有強大的硬件性能作為支持,安霸CV3單顆芯片即可運行整套ADAS系統和自動駕駛算法。更高的AI感知能力包括高像素視覺處理、毫米波雷達、激光雷達和超聲波雷達以及彼此之間的多傳感器深度融合,還對自動駕駛的規控提供支持。
算法優先,融合4D成像毫米波雷達算法
安霸一直強調的産品設計策略是“算法優先”,從多個角度注重應用方向和算法的需求,其芯片架構會專注于做出一些獨特的設計,來适應特殊算法。
安霸的“算法優先”體現在四方面,包括其傳統的圖象處理ISP和圖象的視頻壓縮算法;自動駕駛算法;CVflow®架構中利用AI加速引擎,可以深度融合4D成像毫米波雷達的算法。
2021年,安霸收購了全球球領先的4D成像雷達算法公司——傲酷,由此在CV3芯片中,安霸集成了傲酷4D成像毫米波雷達的算法。
對此,安霸中國區市場營銷副總裁郄建軍談到,4D成像毫米波雷達這兩年成為市場熱點。最明顯的趨勢是,車載的普通毫米波雷達逐步升級到4D成像雷達。如同近幾年車載激光雷達的快速普及一樣,車載4D成像雷達市場也将迎來爆發。行業中的毫米波雷達公司的重點都在轉向4D成像雷達。
安霸中國區市場營銷副總裁 郄建軍
對傲酷來說,安霸用非常獨特的算法方式,隻需要用和普通毫米波雷達類似的簡單硬件,就可以做成非常高性能的4D成像雷達。傲酷加盟安霸之後,4D成像雷達算法也植入安霸的CV3芯片中,雷達性能得到大幅提升,和視覺感知也可以實現深度前融合。
郄建軍補充道,AI的算法更新非常快,未來會有更多算法湧現。安霸在芯片設計過程中,會充分考慮到不同的算法,包括現有的芯片如何支持可能出現的更先進的算法。CV3芯片測試過上千種市場上通用的開源算法,也包括安霸自己的VisLab算法。在這一基礎上,安霸再優化芯片設計,圍繞算法去優化芯片,這就是是“算法優先”的核心理念——芯片為算法服務。
深度布局自動駕駛
除了此次CES 2022期間發布的CV3系列,安霸其實在自動駕駛領域已經和全球許多知名自動駕駛企業達成了域控制器相關的戰略合作。
在CV2芯片的應用方面,安霸和已登陸資本市場的美國電動卡車制造商RIVIAN共同研發自動駕駛系統。RIVIAN在其電動卡車上采用了多顆安霸的CV2芯片來支持自動駕駛系統的運行。基于CV2芯片的L2級自動駕駛系統Driver ,已經量産搭載于RIVIAN的R1T純電皮卡中。
安霸的合作夥伴還包括由安波福和現代合資成立的自動駕駛公司Motional。Motional在評估了很多家供應商的自動駕駛芯片之後,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L4級自動駕駛系統的研發。
對于未來的自動駕駛軍備競賽,兩位受訪人都認為,對于算力的争奪将愈發激烈。
馮羽濤表示,安霸之所以決定進入高算力SoC這個賽道,是基于對市場發展趨勢的判斷以及對很多對神經網絡、人工智能算法的研究,安霸認為結合在視覺感知處理方面積累的包括ISP、低功耗的芯片SoC這方面技術的積累,加入高算力的CVflow®全新設計,在智能駕駛汽車未來發展的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的客戶們提供非常多樣化的選擇。這也是為什麼安霸選擇在當下這個時間點推出CV3系列的原因。
郄建軍認為,自動駕駛芯片的算力之争會更加白熱化,各家供應商都在PK算力,但總會接近極限,達到幾千TOPS,滿足接近L4自動駕駛的要求之後,市場節奏就會慢下來。除此之外,還有制程方面的競争,從5nm到4nm到3nm甚至更先進。但目前來說安霸的5nm芯片已經非常先進了,未來将注重算力能效比,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TOPS,這是絕無僅有的。
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