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中國(guó)智能汽車的兩大基石:電力有寧德時(shí)代;算力嗎?我們有了地平線

2021-08-03
來源:蓋世汽車

  在智能汽車時(shí)代,芯片和軟件的話語權(quán)正在不斷被強(qiáng)化,伴隨中國(guó)自主品牌的高速崛起,他們?cè)谥悄荞{駛領(lǐng)域的布局與投入正是地平線這些芯片創(chuàng)企爆發(fā)式成長(zhǎng)的肥沃土壤。中國(guó)智能汽車產(chǎn)業(yè)“電力有寧德時(shí)代,算力有地平線”并非臆想,但需要冷靜看待中國(guó)的芯片安全不可能指望一家企業(yè)突圍,我國(guó)在芯片制造領(lǐng)域的短板依然路遠(yuǎn)坑深。

  AI芯片公司地平線在今年春天開了個(gè)媒體溝通會(huì),創(chuàng)始人余凱說:“電力和算力將是智能汽車的兩大基石,我希望,未來中國(guó)的智能汽車產(chǎn)業(yè)電力有寧德時(shí)代,算力有地平線?!?/p>

  彼時(shí)寧德時(shí)代已是世界第一大動(dòng)力電池供應(yīng)商,而地平線雖然已引起業(yè)內(nèi)關(guān)注,但除了長(zhǎng)安汽車UNI-T,尚不方便透露其合作量產(chǎn)的車型。

  昨天寧德時(shí)代對(duì)外發(fā)布了最新研發(fā)的納離子電池,電芯單體能量密度高達(dá)160Wh/kg;常溫下充電15分鐘,電量可達(dá)80%以上;這是寧德時(shí)代在動(dòng)力電池領(lǐng)域里程碑式的進(jìn)步。

  巧合的是同一天在上海,地平線發(fā)布了面向全場(chǎng)景整車智能的中央計(jì)算芯片征程5,其單顆芯片AI算力高達(dá)128TOPS,支持16路攝像頭感知計(jì)算,毫秒級(jí)協(xié)同,支持自動(dòng)駕駛所需要的多傳感器融合、預(yù)測(cè)和規(guī)劃控制等需求。

  最多支持8顆征程5芯片組合形成自動(dòng)駕駛域控制器,最高算力可達(dá)1024TOPS。

  對(duì)于自動(dòng)駕駛而言,在保持高精度物體檢測(cè)的前提下,計(jì)算幀率每秒1283幀,成為目前所有亮相芯片最強(qiáng)的計(jì)算性能。

  現(xiàn)今市場(chǎng)上已經(jīng)推出的大算力車規(guī)級(jí)智能駕駛芯片主要有特斯拉 FSD、英偉達(dá) Orin和Mobileye Eye Q4等。

  其中經(jīng)常被拿來對(duì)比的是特斯拉自研的FSD雙核芯片,其單芯片算力可達(dá)72TOPS。

  不過真正的算力之王是采用更高工藝7nm制程的英偉達(dá)Orin芯片,其單芯片算力高達(dá)254TOPS。

  所以如果客觀看待余凱所說:“它的性能將超越特斯拉的FSD芯片。”單純對(duì)比幾方公布的數(shù)據(jù),余凱并沒有夸大。

  征程5當(dāng)前宣稱的算力水平,已經(jīng)可以支持L4級(jí)自動(dòng)駕駛。

  主機(jī)廠最捧場(chǎng)的芯片發(fā)布會(huì)

  在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng),地平線宣布與上汽集團(tuán)、長(zhǎng)城汽車、江汽集團(tuán)、長(zhǎng)安汽車、比亞迪、哪吒汽車、嵐圖汽車眾多汽車廠商達(dá)成征程5芯片首發(fā)量產(chǎn)合作意向,并與理想汽車達(dá)成基于征程5的預(yù)研合作,與大陸集團(tuán)成立合資公司。

  地平線作為一家成立剛剛6年的新創(chuàng)企業(yè),召喚了中國(guó)自主品牌近三分之二的領(lǐng)軍人物直接為其站臺(tái)。

  而他背后,寧德時(shí)代、長(zhǎng)城、上汽、廣汽都是它的股東。

  截至目前,地平線芯片出貨量已經(jīng)達(dá)到40萬片,擁有40多個(gè)前裝量產(chǎn)項(xiàng)目,同時(shí),超過13款車型宣布采用了地平線的芯片。

  此外,上汽榮威宣布將在明年的RX5車型中搭載征程3芯片,一汽紅旗的多個(gè)車型將在明年采用地平線的芯片。

  進(jìn)入2021年,地平線有如抱著火箭一般飛速生長(zhǎng),成為中國(guó)主機(jī)廠爭(zhēng)相擁抱的紅人。

  中國(guó)智能汽車產(chǎn)業(yè)“電力有寧德時(shí)代,算力有地平線”的念想有了成真的征兆。

  不過一味追求算力并不能解決智能汽車最核心的智聯(lián)交互和智能駕駛問題。

  它需要平衡成本與安全,更需要低延時(shí),低功耗和高可靠性。

  在核心架構(gòu)上,這也是地平線的核心技術(shù),征程5的CPU部分采用8核心ARM Cortex A55,AI運(yùn)算單元采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雙核心BPU(Brain Processor Unit)第三代架構(gòu)貝葉斯架構(gòu)。

  這一架構(gòu)采用大規(guī)模的異構(gòu)進(jìn)程計(jì)算,針對(duì)場(chǎng)景配比最佳的計(jì)算模式,從而大大降低計(jì)算的功耗和延遲,并提升計(jì)算效率。

  征程5芯片還有2個(gè)ISP核心、計(jì)算機(jī)視覺引擎、2個(gè)DSP核心、視頻編碼解碼單元。

  在保障穩(wěn)定運(yùn)行方面,征程5采用了安全島設(shè)計(jì)。

  在安全認(rèn)證方面,取得了ASIL-B級(jí)別功能安全產(chǎn)品認(rèn)證,同時(shí)基于征程5的系統(tǒng)達(dá)到ASIL-D級(jí)別安全要求和AEC-Q100 Grade 2級(jí)別認(rèn)證。

  在信息安全方面,征程5擁有完整的加密引擎,支持多種加密算法,包括國(guó)密算法。

  在接口方面,支持4x4 MIPI共16路攝像頭輸入,2個(gè)千兆以太網(wǎng)接口、4個(gè)CAN-FD,用于雷達(dá)系統(tǒng)集成,以及2個(gè)PCIe 3.0 用于車載計(jì)算平臺(tái)。

  在延遲方面,通過8兆攝像頭采集超高圖像的輸入,完全感知結(jié)果的輸出,征程5僅有60毫秒的延遲,相比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手150毫秒以上的延遲是維度上的提升。

  而只有30W的低功耗對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

  以上這些硬核指標(biāo),都讓征程5成一款為高等級(jí)自動(dòng)駕駛(L3、L4)而生的芯片。

  覆蓋L2到L4級(jí)別的智能駕駛完整解決方案

  不過在今天的智能駕駛領(lǐng)域,一款好的芯片還需要解決三大問題:算力浪費(fèi)、生態(tài)缺失和數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)。

  為此地平線發(fā)布了一系列圍繞征程5打造的產(chǎn)品:

  以征程5為基礎(chǔ)的高性能大算力整車智能計(jì)算平臺(tái)MATRIX 5中央計(jì)算平臺(tái)、

  集成全場(chǎng)景自動(dòng)駕駛和車內(nèi)外聯(lián)動(dòng)體驗(yàn)于一體的Horizon Matrix SuperDrive整車智能解決方案,

  開源安全實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)TogetherOS、

  以及針對(duì)智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作伙伴的生態(tài)合作理念。

  從芯片到整車智能解決方案再到智能汽車操作系統(tǒng),從硬到軟,從產(chǎn)品到服務(wù),地平線在智能汽車領(lǐng)域的布局,隱隱間感覺華為在智能汽車領(lǐng)域最有份量的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手已經(jīng)出現(xiàn)。

  Horizon Matrix SuperDrive整車智能解決方案之于Huawei inside;開源安全實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)TogetherOS之于鴻蒙車機(jī)系統(tǒng)。

  布局何其的相似。

  這不由讓人期待阿波羅、華為、地平線上演一幕智能汽車時(shí)代的三國(guó)殺。

  再回到地平線的具體產(chǎn)品,我們?nèi)绾卧u(píng)價(jià)征程5的發(fā)布讓地平線具備了提供從L2到L4級(jí)別智能駕駛能力的完整解決方案呢?

  在今年上海車展期間,地平線發(fā)布了三套智能駕駛解決方案:

  Horizon Matrix Mono輔助駕駛解決方案、

  Horizon Matrix Pilot領(lǐng)航駕駛解決方案、

  Horizon Matrix FSD全自動(dòng)駕駛解決方案,

  以及針對(duì)智能座艙的Horizon Halo 車載智能交互解決方案。

  Horizon Matrix Mono輔助駕駛解決方案是以征程2芯片為核心,Horizon Matrix Pilot領(lǐng)航駕駛解決方案則是以征程3芯片為核心,Horizon Matrix FSD全自動(dòng)駕駛解決方案則是建構(gòu)在剛剛發(fā)布的征程5芯片之上。

  這三套方案正好覆蓋L2到L4級(jí)別智能駕駛能力,它實(shí)際上解決了算力浪費(fèi)問題,通過不同的組合搭建不同配置、不同價(jià)位的車型。

  智駕君今年在上海車展期間體驗(yàn)了以征程3芯片為核心的Horizon Matrix Pilot領(lǐng)航駕駛解決方案,它面向10萬元級(jí)別的自主品牌可以實(shí)現(xiàn)接近L3級(jí)的自動(dòng)駕駛功能。

  事實(shí)上它對(duì)于智能駕駛在大眾消費(fèi)者層面認(rèn)識(shí)、接受自動(dòng)駕駛意義深遠(yuǎn)。

  這一解決方案目前正在眾多車型中測(cè)試,其量產(chǎn)車型今年即有望正式上市。

  智駕君在上海車展期間親身體驗(yàn)了這一系統(tǒng),在沒有配備激光雷達(dá)的情況下,基于攝像頭的識(shí)別感知能力,可以在高速公路實(shí)現(xiàn)正常并線、匝道并線、變道超車、領(lǐng)航輔助等功能。

  讓智駕君頗為驚訝的是其在出高速擁擠的路段,在自動(dòng)駕駛狀態(tài)下居然做到了安全加塞并線。

  這一方案意味著,中國(guó)銷售量最大的中端和經(jīng)濟(jì)型車市場(chǎng)有望在今明兩年擁有多場(chǎng)景應(yīng)用的L2級(jí)自動(dòng)駕駛能力。

  它事實(shí)上也回答了15萬元以下能不能打造智能汽車的爭(zhēng)論。

  這對(duì)于中國(guó)智能汽車的普及和推廣以及基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)意義深遠(yuǎn)。

  而基于征程5的高算力、高功能安全等級(jí),以及匹配的高性能感知算法和完善的開發(fā)驗(yàn)證工具,地平線打造的Horizon Matrix FSD全自動(dòng)駕駛解決方案可支持12路攝像頭方案,可選用激光雷達(dá),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)無接管自動(dòng)駕駛、城區(qū)泊車和自動(dòng)喚車,全場(chǎng)景覆蓋的自動(dòng)駕駛。

  這一方案在征程5的發(fā)布會(huì)上進(jìn)一步融入了座艙智能交互和車內(nèi)外聯(lián)動(dòng)的整車智能,更名為Horizon Matrix SuperDrive全場(chǎng)景整車智能解決方案。

  它以征程5為核心,融合了47個(gè)傳感器,可互為補(bǔ)充,能夠滿足高速、城區(qū)、泊車以及智能人機(jī)交互等全場(chǎng)景整車智能需求。Horizon Matrix SuperDrive可打通車內(nèi)外功能,基于車外路況和車內(nèi)駕駛員狀態(tài)融合判斷主動(dòng)介入;或基于車內(nèi)場(chǎng)景感知和理解動(dòng)態(tài)調(diào)整駕駛策略,從而建立人機(jī)互信的人車共駕體驗(yàn)。

  目前基于征程5的視覺感知算法原型也已成功打通,完成了多攝像頭的感知、端到端模型的部署,從系統(tǒng)角度實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)標(biāo)注學(xué)習(xí)到模型訓(xùn)練以及部署的迭代,為L(zhǎng)3/L4級(jí)別自動(dòng)駕駛解決方案的落地打開了量產(chǎn)落地之門。

  當(dāng)然它也是一款可以針對(duì)不同場(chǎng)景的需求和落地車型的定位與價(jià)位進(jìn)行不同配置和應(yīng)用的方案。

  今年年底Horizon Matrix SuperDrive將能實(shí)現(xiàn)城區(qū)L4級(jí)復(fù)雜自動(dòng)駕駛的DEMO車演示。明年四季度,Horizon Matrix SuperDrive會(huì)進(jìn)入SOP量產(chǎn)階段。

  這一解決方案的核心是以征程5芯片為基礎(chǔ)的高性能大算力整車智計(jì)算平臺(tái)Matrix 5,它為多種整車智能應(yīng)用場(chǎng)景提供算力、算法、開發(fā)效率的協(xié)同支持,實(shí)現(xiàn)效能最大化。

  Matrix 5 單板4顆征程5,算力512 TOPS,雙板聯(lián)合1024TOPS AI算力,能夠滿足ADAS、高等級(jí)自動(dòng)駕駛、智能座艙等多場(chǎng)景需求,并且擁有豐富的接口;包括48路攝像頭輸入通路,最高可支持多路800萬像素、多路毫米波雷達(dá)、4D成像雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波及麥克風(fēng)陣列的接入,使車內(nèi)外能夠?qū)崿F(xiàn)全方位、多模態(tài)感知。

  Matrix 5在前視感知、360°視覺感知、全自動(dòng)駕駛、多類傳感器融合、定位決策規(guī)劃、多模感知等方面創(chuàng)造更多智能化可能,助力前視輔助駕駛、領(lǐng)航輔助駕駛、限定場(chǎng)景自動(dòng)駕駛、智能座艙等應(yīng)用場(chǎng)景的智能化與個(gè)性化開發(fā)。

  基于這一平臺(tái),四家Tier 1像大陸集團(tuán)、東軟睿馳、立訊集團(tuán)、聯(lián)成開拓同一時(shí)間對(duì)外宣布推出了基于Matrix 5平臺(tái)多形態(tài)的域控制器。

  定位Tier 2與打造智能汽車時(shí)代Wintel的野望

  在介紹完征程5和圍繞它打造的Matrix 5平臺(tái)之后,我們有必要重點(diǎn)介紹一下此次余凱發(fā)布的基于安全微內(nèi)核架構(gòu)的開源實(shí)時(shí)車載操作系統(tǒng)——TogetherOS。

  它基于基于開源微內(nèi)核seL4開發(fā),是一款既可向上兼容,也可向下兼容的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。

  TogetherOS能夠滿足高等級(jí)自動(dòng)駕駛實(shí)時(shí)性要求和功能安全要求,可覆蓋自動(dòng)駕駛、智能交互、智能網(wǎng)聯(lián)、智能車控等車載應(yīng)用場(chǎng)景。

  它的強(qiáng)大在于,不僅適配征程芯片,也適配英偉達(dá)、高通等業(yè)界多種SoC。

  同時(shí)兼容Linux、安卓、斑馬、QNX以及鴻蒙等多種操作系統(tǒng)。

  在這一系統(tǒng)內(nèi)它同時(shí)融合了可大幅降低開發(fā)門檻的AI開發(fā)工具鏈——Horizon OpenExplorer天工開物全鏈路AI開發(fā)平臺(tái),以及完整沉淀智能汽車AI軟件研發(fā)Knowhow的AI開發(fā)工具平臺(tái)——地平線艾迪。

  它支持汽車客戶與合作伙伴AI軟件產(chǎn)品的個(gè)性化開發(fā)與量產(chǎn),也支持實(shí)現(xiàn)軟件迭代流程的自動(dòng)化。

  在余凱宣布的TogetherOS首批生態(tài)合作伙伴中有AutoCore、長(zhǎng)安汽車、長(zhǎng)城汽車、江汽集團(tuán)、雄獅科技、斑馬智行、上汽集團(tuán)。

  它解決了芯片的生態(tài)問題。

  在PC時(shí)代,微軟和英特爾建立的Wintel聯(lián)盟是一個(gè)超越國(guó)界的帝國(guó)。它不僅將比爾·蓋茨推上世界首富,也壟斷了PC時(shí)代的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

  而征程芯片+TogetherOS會(huì)成為智能汽車時(shí)代的Wintel嗎?

  相信現(xiàn)在相信這一判斷的人并不多,汽車產(chǎn)業(yè)太龐大,競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也大多,以今天地平線的體量而言尚無法支撐這樣的夢(mèng)想。

  但以地平線6年來的發(fā)展到今天被主機(jī)廠環(huán)繞,其成長(zhǎng)速度,令人驚嘆。

  這種過快的成長(zhǎng)速度,事實(shí)上也讓余凱和他創(chuàng)辦的地平線有種如履薄冰之感。對(duì)于提供芯片和操作系統(tǒng)的供應(yīng)商,在智能汽車時(shí)代絕對(duì)是妥妥的Tier1角色。但顯然地平線也怕驚動(dòng)主機(jī)廠的靈魂與軀殼之辯。

  明明做著Tier1的活,地平線卻在這個(gè)夏天高喊始終定位為Tier2。做Tier1曾是余凱和地平線的夢(mèng)想,但逐漸在智能駕駛芯片市場(chǎng)占據(jù)一席之地后,地平線聰明地開始以Tier 2的形式尋求建立更廣泛的聯(lián)盟。

  余凱在發(fā)布會(huì)中向眾多合作伙伴承諾:“地平線將始終定位Tier 2,不做量產(chǎn)硬件、不做軟件捆綁、不做封閉打包方案?!?/p>

  這背后與華為在汽車業(yè)的處境有相似之處。

  其圍繞征程5芯片打造的整車智能方案,事實(shí)上可以以Tier1的形式直接賣給主機(jī)廠。但無疑這也意味著地平線直接在市場(chǎng)上諸多提供一體化解決方案的企業(yè)宣示競(jìng)爭(zhēng)。

  在當(dāng)前自動(dòng)駕駛能力的構(gòu)造中,主要有三種類型:

  其一由主機(jī)廠主動(dòng)購買芯片進(jìn)行算法研究;

  其二是由科技公司和零部件企業(yè)聯(lián)合提供整套自動(dòng)駕駛技術(shù);

  第三種則是由零部件企業(yè)單獨(dú)直接提供算法和芯片。

  自動(dòng)駕駛技術(shù)需要大量的數(shù)據(jù)積累和軟件算法已是常識(shí),但當(dāng)前多數(shù)汽車品牌不具備自研的實(shí)力和體量,因此軟硬件打包的自動(dòng)駕駛解決方案目前在市場(chǎng)上廣受歡迎。

  但地平線的聰明之處在于,地平線主動(dòng)將芯片+工具鏈開放給主機(jī)廠,幫助他們做算法研發(fā)。

  而另一個(gè)趨勢(shì)是在智能汽車時(shí)代,芯片和軟件的話語權(quán)正在不斷被強(qiáng)化,如同華為也很難將其定位為Tier1還是Tier 2,于是華為干脆跳出這種傳統(tǒng)定位,稱自己為智能汽車賦能者。

  所以地平線的Tier 2定位是一種對(duì)傳統(tǒng)格局的安撫與有意藏鋒。

  行文至此,再回到開頭那個(gè)問題,地平線會(huì)成為像寧德時(shí)代一樣具有世界影響力的智能電動(dòng)汽車的企業(yè)嗎?

  機(jī)會(huì)當(dāng)然是存在的,鑒于中國(guó)自主品牌的高速崛起,他們?cè)谥悄荞{駛領(lǐng)域的布局與投入正是地平線爆發(fā)式成長(zhǎng)的肥沃大地。

  在征程 5發(fā)布之后,性能更為強(qiáng)勁的汽車智能芯片征程 6(Journey 6)也已在路上,它采用車規(guī)級(jí) 7nm 工藝,人工智能算力超過 512 TOPS 。

  從這個(gè)角度而言,“電力有寧德時(shí)代,算力有地平線”并不是虛妄的臆想,而是中國(guó)汽車工業(yè)的現(xiàn)實(shí)需求。

  中國(guó)的車載芯片供應(yīng)安全依然是短板

  但是在地平線這樣的高光時(shí)刻,智駕君仍要不合時(shí)宜的潑一點(diǎn)冷水,中國(guó)的芯片安全不可能指望一家企業(yè)突圍。

  需要指出的是,地平線在算力層面呈現(xiàn)出了讓人激動(dòng)的產(chǎn)品,在智能駕駛領(lǐng)域已是中國(guó)本土市場(chǎng)最為耀眼的一只獨(dú)角獸,但是它與眾多新創(chuàng)芯片公司一樣,屬于芯片設(shè)計(jì)公司,它的生產(chǎn)制造依然要依賴臺(tái)積電。

  連日來,在車載芯片領(lǐng)域,超星未來、芯馳科技、黑芝麻智能等創(chuàng)立不到五年的公司都宣布了最新的芯片流片,不少喊出了比肩英偉達(dá)的口號(hào)。

  但是他們與地平線一樣,都屬于芯片設(shè)計(jì)公司,都受制于臺(tái)積電的產(chǎn)能限制。

  正如華為創(chuàng)立的海思一樣,中國(guó)在芯片設(shè)計(jì)層面已經(jīng)追平世界一流,但就整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈而言,特別是在生產(chǎn)制造方面尚有短板,即便是被寄予厚望的中芯國(guó)際尚不能承擔(dān)此任。

  這個(gè)短板同樣制約著我國(guó)智能汽車芯片供應(yīng)的穩(wěn)定與安全。

  來源:蓋世汽車




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