世界最尖端的自动驾驶汽车芯片长啥样?

到目前为止,来自Nvidia、Mobileye与NXP等芯片供货商的信息,似乎显示他们各自的自动驾驶车辆平台概念大不相同;有鉴于人人都会利用他们现有的、以及他们认为可以击败对手的东西来抢占市场地位,这可以理解。

不过值得注意的是,对汽车原厂以及一线汽车零组件供货商来说,他们面临的挑战是一样的:车子里的电子控制单元数量越来越多,自动驾驶车辆内有各种传感器,所收集的传感数据需要被处理、分析并融合,还有安全性问题──联网汽车的罩门。

那些挑战与先进的视觉处理技术、深度学习、地图绘制等等功能息息相关,也会影响新系统架构对处理器性能的需求。


这里有一个价值6,400万美元的问题──今日的汽车厂商以及一线汽车零组件供货商,都已经知道2020年的自动驾驶车辆系统架构了吗?

法国新创IC设计公司Kalray的执行长Eric Baissus最近接受访问时,对以上问题的回答是:他们不知道,或者说还不知道;而这也是为何这家新创公司认为,其配备288个VLIW核心的大规模平行处理器数组,已经来到了进入市场的好时机。

Kalray最初是为法国的原子能委员会,开发核子弹模拟所需的极限运算技术;而该公司现在则是锁定关键性嵌入式市场,还有云端运算。

Baissus认为,自动驾驶车辆也属于关键性嵌入式市场的一部分,因为这类车辆需要吸收大量来自车外、车内各个部位的数据,快速进行处理、然后用以快速做出决策;他表示,因此汽车产业:“需要可处理多域功能整合还有能以超高水平执行处理任务的新一代处理器。”

当然,所谓的“众多核心革命”已经展开;不过Baissus表示:“还没有人成功设计出大规模平行、拥有超过100颗核心的‘超级计算机单芯片’。Kalray最新一代的288核心处理器Bostan,整合了16个各自有17颗核心的处理器丛集,配备2MB共享内存、数据 传输速度每秒80GB,并有16个系统核心。”

此外,Bostan也是能因应关键时刻的网络单芯片,支持高速以太网络接口。该芯片并配备高速加密与解密,以及与GPU/FPGA加速器的简易链接功能。

因此该MPPA架构能提供DSP类型的加速,具备省电、时序可预测、多域支持,以及可扩展的大规模平行运算。

这种为自动驾驶车辆打造的“超级计算机单芯片”,跟Nvidia的Drive PX平台岂不是很像?Nvidia将Drive PX称为“世界最先进的自动驾驶车辆平台”,号称该平台结合了深度学习、传感器、环景视讯等等功能。

而对此Baissis解释,两者之间的不同点有二:首先,Kalray的解决方案是“可认证”的:“我的意思是我们能证明决定论,并能保证时序;在高性能运算中,1秒的延迟是可以接受,但在关键性嵌入式市场──例如航天与汽车──仅10毫秒的延迟都可能致命。”

其次,他表示工程师若要使用Nvidia的芯片需要懂CUDA,但:“我们的芯片能利用标准工具以及Linux执行标准的C/C++程序代码;”汽车厂商已经有很多C语言写的旧程序代码以及算法,就算汽车厂商转向采用新的自动驾驶车辆平台,旧程序代码仍然很重要。

并不只有Nvida预期未来的汽车会需要更多处理性能,另一家芯片厂商Mobileye也在最近“预发表”了EyeQ5处理器,并承诺在2018年可提供芯片工程样本。

EyeQ5采用先进的10纳米或以下FinFET制程进行设计,将配备8个多线程处理器核心,以及18个Mobileye新一代视觉处理器核心;该公司表示,EyeQ5能执行每秒12 Tera次运作,同时间能将功耗控制在5W以下。

而包括Baissus在内的所有人都不敢小觑Mobileye;不同于Nvidia的Drive PX被很多产业观察家视为自动驾驶车辆的“测试平台”,Mobileye追随了商业市场在需求

更高处理性能之余、也要求更低功耗水平的趋势;藉由利用已经证实的视觉处理算法,EyeQ5将数据融合──结合20个外部处理器如摄影机、雷达、光达──囊括在单芯片中。

但EyeQ5能掌管自动驾驶车辆内部的ECU吗?对此一位Mobileye发言人解释,EyeQ5不只支持数据融合,也能执行决策,但决策的付诸行动则是在其他方面执行──也就是汽车厂商所选择的低端ECU。

而Kalray对其众多核心处理器的角色定位,与Mobileye与Nvidia略有不同。Baissus表示,在传感器以及机器学习算法方面,已经有很多对自动驾驶车辆来说很必要的进展:“但在处理器领域则还没有实际作为;”这也是他看到的机会所在。

Baissus认为,新一代的自动驾驶车辆处理器需要执行超越数据融合的功能:“它们必须更像是开放性平台;”而他期望能提供一个自动驾驶车辆的开放性处理中枢──可称之为“超级ECU”。这种超级ECU能在单芯片上提供跨领域的整合功能,为包括传感、学习、安全性、网络与成本等关键元素带来更好的成果。

未透露厂商名称,Baissus表示有领导汽车大厂以及一线汽车零组件供货商,正在采用Kalray的平台打造第一辆自动驾驶车原型,但他也坦承,目前自动驾驶车辆架构还不够成熟;不过,透过与多家主要厂商的合作,他期望能够了解更多车厂的需求,以有助于该公司定义下一代的自动驾驶车辆解决方案。而Baissus也不排除将MPPA架构授权给其他车用芯片厂商。

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