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英伟达新一代自动驾驶芯片正式发布,暴打特斯拉Autopilot硬件3.0?!


自从去年 4 月份,特斯拉发布 Autopilot 硬件 3.0 以来,智能汽车的王座就一直被那个男人以车企 CEO 的身份占据。

Mobileye、英伟达、恩智浦、德州仪器等一系列旧世界的贵族们心有不忿,但无奈特斯拉已经占领了算力高地,还有经验丰富的软件团队保驾护航,路上更是开着上百万辆可以反馈真实数据的 SEXY 家族汽车。

13 个月之后,芯片界的传统巨头终于吹响了智能汽车领域新战争的号角。北京时间 14 号,芯片巨头英伟达创始人黄仁勋在自家厨房里,发布了全新一代的英伟达计算芯片系列,包括英伟达 Drive AGX 家族的新成员。

老黄从烤箱里拉出一盘芯片

其中最引人注目的,是 Drive AGX Robotaxi,这套针对 L5 自动驾驶而来的计算方案,将目前自动驾驶方案的算力上限提升到了 2000TOPS(2000 万亿次计算/秒),与之相比,Autopilot 硬件 3.0 是 144TOPS,而英伟达自家上一代旗舰 Drive AGX Pegasus 也才 320TOPS。

旧王未死新王也当立,自动驾驶供应链头部厂商的血战又将开始,英伟达将如何布局 20 世纪 20 年代的自动驾驶市场?特斯拉又是不是毫无反抗之力?

自动驾驶新时代

黄仁勋在线上发布会当天显得轻描淡写,胸有成竹,但事实上他拿出的几款产品,对于芯片世界来说,可以算是新时代的入场曲。

马斯克一样,黄仁勋也是一个对自己的战略极其自信的人。这体现在英伟达从来不追随最新的制造工艺,英伟达在 14 纳米时代(实际上是台积电 16/12 纳米,但都属于 14 纳米节点的分支)停留了足足 5 年,但从Drive PX 到 AGX Pegasus,英伟达通过架构升级、多芯片叠加等等手段,将自动驾驶方案的算力从约 32TOPS 提升到 320TOPS(INT8 精度)。

但打磨得再锐利的刀,终究不如最弱鸡的枪炮,从 2014 年就开始应用的 14 纳米工艺,即使优化得再好,也已经很难满足自动驾驶领域近乎无穷无尽的算力要求。

英伟达自己最清楚这个道理,2016 年英伟达为特斯拉打造的 Autopilot 硬件 2.5,当时在马斯克口中「可以实现全自动驾驶」,吓得黄仁勋亲自澄清「我们的芯片不可用于全自动驾驶」。

而即使是功耗约为 200W,用上了水冷,性能比 2.5 好了十几倍的特斯拉自研硬件 3.0,目前的表现也很难让人相信它能应付 L5 场景。

当然旧工艺并非一无是处,首先它成熟,可以迅速规模化生产;其次经过时间沉淀和产能扩张的工艺成本更低,可以满足更大体量的主流汽车市场。目前英伟达主推的 Drive AGX Xavier 就是 12 纳米(14 纳米的小幅改良版工艺)的经典作品,功耗仅为 30W,算力 30TOPS,能完全满足 L2 级别的辅助驾驶功能。

主机厂的反应也印证了 Xavier 的成功,从小鹏 P7 开始,包括沃尔沃奔驰丰田等等车企巨头纷纷宣布拥抱英伟达,相关产品甚至已经亮相,比如奔驰的 MBUX 硬件。

基本盘打下来之后,老黄开始准备深挖护城河——芯片领域最高的壁垒,就是性能。

在桌面和服务器市场打拼多年的英伟达,深谙堆砌性能的方法,首先可以把芯片做大,英伟达 14 纳米时代最大的芯片达到了 815 平方毫米,相当于英特尔消费级旗舰芯片 i9 9900K 面积的5倍;其次可以多芯片互联,比如 Drive AGX Pegasus 就用了两个 GPU+两个 SOC 的方法达到了 320TOPS 的算力。

但两种方法在 14 纳米时代都已经做到了极致,不仅是英伟达,特斯拉的 Autopilot HW3.0 同样使用了大芯片+多芯片的方法压榨算力。最终的结果是特斯拉的 200W 方案用上了水冷,而Pegasus 500W 的功耗使其几乎被束之高阁。

于是 7 纳米来了。

作为新一代即将通过车规级安全认证的半导体工艺,即使是初代 7 纳米  DUV(深紫外光线) 工艺(比如 iPhone XS 搭载的 A12),根据芯片厂具体流程不同(三星/台积电),最多可以在同等电路复杂程度下降低 40% 的功耗,至于更领先的 EUV(极紫外光线)工艺(比如 iPhone 11 搭载的 A13),则可以在 DUV 基础上再降低 10%-20% 的功耗。

换句话说,即使英伟达什么也不做,只是在原有芯片基础上换用新的制造工艺,老黄也能造出性能不变,耗电仅为老款一半的芯片——但黄仁勋的目标绝不止于此。

性能怪兽大集合

去年马斯克掏出 FSD 芯片的时候,就曾经调侃友商的芯片「性能一样的耗电更高、耗电差不多的性能弱鸡」,这让稳坐通用计算芯片王座已久的老黄面子往哪搁?

彭博社标题:「马斯克宣称特斯拉造出了‘世界上最好的芯片’,顺便踩了英伟达一脚」

于是今年,乘着英伟达 GPU 家族第八代架构「安培 Ampere」的诞生,Drive AGX 家族也迎来了史上幅度最大的一次更新,不仅包括性能突飞猛进,产品线也覆盖到了自动驾驶芯片的每一个细分市场。

从最小的说起,英伟达从 7 纳米时代开始,正式进入嵌入式自动驾驶芯片领域。

什么是嵌入式?自动驾驶领域最典型的嵌入式产品莫过于 Mobileye 的 EyeQ 家族,主要用于摄像头的数据感知,而并非中央域处理器。

英伟达的 7 纳米自动驾驶家族体积最小的成员,是针对前置主摄像头打造的视觉感知芯片。我们以目前蔚来 ES8/ES6/EC6 上面搭载的  Mobileye EyeQ4 芯片作比较,EyeQ4 的功耗是 3W,算力是 2.5TOPS;而英伟达的对应产品功耗为 5W,算力达到了 10TOPS。

说完最小的说最大的,黄仁勋在这次厨房发布会上拿出的 Ampere 架构旗舰产品 A100,是目前世界上最高效的深度学习芯片,同时也是世界上芯片面积最大的 7 纳米芯片,达到了 826 平方毫米,内置了多达 542 亿个晶体管,相当于前代的 2.57 倍。

基于这枚芯片,英伟达造出了目前世界上算力最强的自动驾驶芯片方案——Drive AGX Robotaxi。从名字就能看出来,Drive AGX Robotaxi 就是奔着全自动驾驶去的。与前代 Pegasus 相比,Robotaxi 的功耗从 500W 提升 60% 来到了 800W,但双 A100 芯片支持下,算力却从 320TOPS 飞跃至 2000TOPS,相当于 6.3 倍的性能。

大概是老黄觉得,如此庞大的算力放在有司机驾驶的车上不太划算,所以他表示 Robotaxi 是针对「全自动驾驶汽车研发和测试」准备的「最佳方案」。

但 Robotaxi 要到 2022 年才交货,所以目前自动驾驶公司们,比如小马智行,能够马上用得到的还是现成的 Pegasus,小马智行在美国的电动车队已经准备装机 Pegasus,用于训练自动驾驶汽车。

Drive AGX Robotaxi 的强悍算力并非只来自 A100,英伟达在 AGX Robotaxi 上面沿用了「双 GPU+双 SOC」的多芯片互联策略,其中 SOC 部分,则是本次发布会对现阶段汽车业界影响最明显的产品——Drive AGX Orin。

Orin 是代替 Xavier,占领主流智能汽车市场的 SOC。Orin 的制造工艺众说纷纭,有一种是说基于三星 8nm LPP 工艺(10nm 工艺的改良版,成本低廉)打造,另一种则说是三星 7nm LPP 工艺(性能略逊于 7nm EUV,但成本更低),但这都不影响 Orin 成为目前性能和功耗平衡得最好的自动驾驶芯片。

内置了 12 个 ARM CPU 和 1 个Ampere 架构小型 GPU 的 Orin,设计功耗仅为 45W,仅比 Xavier 多了 15W,甚至低于特斯拉 Autopilot 硬件 2.5 的 60W,对散热条件的要求极低,低功耗也使得 Orin 稳定性更高,在发布的时候就已经通过了 ASIL-D 的安全认证。

功耗低,但性能并没有妥协。Orin 的算力达到了 200TOPS,大幅领先 Autopilot硬件 3.0 的 144TOPS,但功耗只有硬件 3.0 的 1/4 不到。比起前代 Xavier,Orin 的性能更是达到了 6.7 倍(Xavier 为 30TOPS)。

目前 Xavier 正处于整装待发的阶段,小鹏、沃尔沃搭载 Xavier 的车型还在准备上路,所以 Orin 目前还只是一块很现实的大饼。英伟达的官方措辞是「2022 年开始商用」,所以即使小鹏已经官宣首批与英伟达「下一代计算平台」合作,我们 2022 年之前也是体验不到的。

2022 诸神之战

有意思的是,2022 年很有可能会成为自动驾驶芯片领域三大头部厂商同台竞技的一年。

Mobileye 最早曾在 2017 年透露全新一代EyeQ5芯片的消息,称将会使用 10 纳米工艺打造,2019年上市。但 Mobileye 被英特尔收购之后,改口称会使用英特尔的 7 纳米工艺「打磨」EyeQ5,并且将量产日期定在了 2021 年下半年。

多说一句,首发 EyeQ5 芯片的车厂,大概率会在前段时间宣布与 Mobileye 深度合作的蔚来和宝马之间产生。

2019 年的马斯克是神,而他也挑好了下一次在自动驾驶领域封神的日期。

去年 4 月份 FSD 芯片发布会上,马斯克就曾表示,第二代 FSD 芯片已经在研发的路上,「两三年内就会来了」。考虑到马斯克说话得算晚一些,2022 年应该比较靠谱。

于是智能汽车最好的时代来了,软件厂商(谷歌、黑莓、Linux、斑马智行)蜂拥而入,上游厂商(Mobileye、英伟达、特斯拉)军备竞赛,主机厂(新造车、旧势力)趋之若鹜。

而 Drive AGX Orin,则已经成为了这个最好的时代里,自动驾驶计算芯片的新王。200TOPS 的算力超越特斯拉 Autopilot 硬件 3.0,45W的功耗却并未突破主机厂安全的底线。比起千万教众独尊一家的Autopilot硬件,Orin 也许才是将智能汽车带进千家万户的堂前燕。

作为消费者和观察者的我们,只需要等待就好了。

来源:第一电动网

作者:电动星球News蟹老板

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/116244

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