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隨著自動(dòng)駕駛的快速發(fā)展，系統(tǒng)功能越來越復(fù)雜，對(duì)算力的要求也越來越高。
據(jù)相關(guān)分析數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)階段 L2 級(jí)別自動(dòng)駕駛計(jì)算量已達(dá)10TOPS，L3 自動(dòng)駕駛對(duì)芯片算力的需求約在 30 ~100TOPS 之間，L4/L5 則分別在 100/1000 TOPS 以上。對(duì)于高階自動(dòng)駕駛而言，高算力自動(dòng)駕駛芯片已然成了落地的關(guān)鍵所在。
正因?yàn)槿绱?，目前很多車企和技術(shù)提供商都將峰值算力作為了衡量自動(dòng)駕駛芯片能力的重要指標(biāo)，由此吸引各大芯片廠商紛紛加碼研發(fā)大算力、高性能自動(dòng)駕駛芯片。
近日，安霸在CES 2022上發(fā)布了全新的AI域控制器芯片 CV3 系列。該系列芯片基于5nm制程打造，AI等效算力達(dá)500eTOPS，能夠支持ADAS和 L2+ 至 L4 級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的研發(fā)。據(jù)安霸中國(guó)區(qū)總經(jīng)理馮羽濤介紹，和以往一樣，此次新推出的CV3 系列將包括多個(gè)不同的版本，此前亮相CES的CV3 - HIGH是該系列的高性能旗艦版產(chǎn)品，后續(xù)安霸將根據(jù)具體客戶需求，對(duì)相關(guān)性能進(jìn)行裁剪，進(jìn)一步推出中端和入門級(jí)產(chǎn)品。
安霸首發(fā)CV3 系列，單芯片AI算力達(dá)500 eTOPS
作為安霸最新 AI 域控制器芯片，CV3系列芯片采用了5nm制程，基于完全可擴(kuò)展、高能效比的 CVflow® 架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)500 eTOPS AI算力，比安霸上一代車規(guī)級(jí) SoC CV2 系列提高了 42 倍，而功耗僅為50W，相當(dāng)于能效比只有10 eTOPS/W，較CV2提升了4倍。
“這里的e指的是equivalent。因?yàn)槲覀兊募軜?gòu)是特殊的架構(gòu)，CVflow®不等同于任何GPU，這就導(dǎo)致CV3芯片AI算力的計(jì)數(shù)單位與大家常用的GPU的TOPS有所不同，這里加了e也就是說跟通用芯片架構(gòu)相比，我們可以跑到等效的性能。” 馮羽濤指出。
這是什么概念呢？目前在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域備受青睞的英偉達(dá)Orin芯片，算力也只有254 TOPS，蔚來ET7通過四顆Orin級(jí)聯(lián)也僅實(shí)現(xiàn)了1016 TOPS算力。而如果采用四顆CV3芯片級(jí)聯(lián)，意味著可以實(shí)現(xiàn)2000 eTOPS的超高算力。正因?yàn)槿绱耍瑢?duì)于這款芯片未來幾年的市場(chǎng)前景，安霸也是信心十足。
具體來看，相較于上一代CV2，CV3對(duì)CPU進(jìn)行了大幅升級(jí)，搭載了多達(dá) 16 個(gè) Arm® Cortex-A78AE CPU 內(nèi)核，這是Arm最新推出的高性能CPU內(nèi)核，由此使得CV3在支持自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的軟件應(yīng)用所需的 CPU 性能上，比CV2 提高了 30 倍。
在設(shè)計(jì)上，安霸將這16 個(gè) Arm® Cortex-A78AE分成了四個(gè)集群，每個(gè)集群4個(gè)核，用于實(shí)現(xiàn)不同的功能，從而使軟件開發(fā)相對(duì)較獨(dú)立，并且還可以互為冗余，提升安全性。例如，可以用一個(gè)集群做安全島，一個(gè)集群負(fù)責(zé)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及視覺感知，一個(gè)集群用于融合。
“現(xiàn)在我們第一顆芯片雖然有4個(gè)集群共16個(gè)核，但將來真正落地的時(shí)候，如果客戶不需要這么多，也是可以裁剪的。” 馮羽濤表示。不僅如此，CV3還加入了HSM模塊。在馮羽濤看來，未來在汽車域控制器里，HSM將是必須的硬件安全模塊。
另外，CV3還應(yīng)用了安霸全新一代CVflow®架構(gòu)，其中對(duì)神經(jīng)矢量處理器NVP和通用矢量處理器GVP進(jìn)行了專門的區(qū)分，從而更好地分工協(xié)作，滿足不同客戶的算法開發(fā)需求。據(jù)馮羽濤介紹，就應(yīng)用而言，NVP主要是針對(duì)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算，可以運(yùn)行先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，而GVP則更擅長(zhǎng)浮點(diǎn)運(yùn)算、非神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，可以幫助 NVP 引擎分擔(dān)傳統(tǒng)算法等運(yùn)算處理。CV3里有專用硬件加速用來跑傲酷的 4D 成像雷達(dá) AI 算法。
為繼續(xù)發(fā)揮安霸在圖像處理領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，CV3 系列亦搭載了其最新一代 ISP，可同時(shí)支持 20 路攝像頭通過 MIPI VC 方式連接，并可以接入激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等自動(dòng)駕駛傳感器，進(jìn)行多傳感器的深度融合，通過單顆芯片實(shí)現(xiàn) ADAS到L4 不同等級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的研發(fā)。
在此過程中，馮羽濤指出，最大的挑戰(zhàn)是如何讓一個(gè)新平臺(tái)同時(shí)適應(yīng)不同的研發(fā)需求，并且兼顧功耗和成本。“做一顆超高算力的芯片，理論上只要拼很多核放進(jìn)去一樣可以實(shí)現(xiàn)很高的算力。但這種做法很難落地，因?yàn)檎嬲龖?yīng)用的時(shí)候，會(huì)面臨各種各樣的瓶頸，包括功耗，包括成本，都是需要考慮的，而且這些也是評(píng)價(jià)一顆芯片最核心的幾個(gè)指標(biāo)。”
支持視覺和雷達(dá)前融合，大幅提升融合感知效果
2021年10月，安霸正式與傲酷雷達(dá)( Oculii)達(dá)成最終收購(gòu)協(xié)議。通過此次收購(gòu)，安霸得以將傲酷的算法部署在其 CVflow® 系列芯片上，從而將目標(biāo)市場(chǎng)拓展至雷達(dá)感知與視覺融合領(lǐng)域。此次CV3的發(fā)布，可以說是雙方合作的首個(gè)重要成果。
據(jù)安霸中國(guó)區(qū)市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁郄建軍介紹，通過對(duì)傲酷的收購(gòu)，安霸在CV3系列中也加入了傲酷4D高精度雷達(dá)的算法，實(shí)現(xiàn)了4D成像雷達(dá)和視覺感知原始數(shù)據(jù)集的融合，這也是前一代產(chǎn)品所不具備的。
在視覺和雷達(dá)的融合方面，目前一般做法都是后融合或者目標(biāo)級(jí)的融合。這類融合雖然對(duì)計(jì)算量和通信帶寬的要求相對(duì)降低，但由于部分?jǐn)?shù)據(jù)的舍棄使其準(zhǔn)確性也有所下降。CV3基于卓越的 AI 處理性能可以做前融合，即對(duì)視頻的像素和雷達(dá)的點(diǎn)云做原始數(shù)據(jù)級(jí)的融合，從而使融合感知的整體性能、置信度等大幅度提升，降低誤檢率、漏檢率。
在郄建軍看來，隨著自動(dòng)駕駛的快速發(fā)展，未來傳感器融合可能都會(huì)朝著原始數(shù)據(jù)集前融合的方向發(fā)展。而CV3除了視覺和雷達(dá)的前融合，其實(shí)也可以支持激光雷達(dá)的前融合，具體視客戶的需求而定。但無論如何，視覺都將是自動(dòng)駕駛最重要的感知手段。
在智能駕駛領(lǐng)域，安霸布局由來已久，一直以來安霸堅(jiān)持的都是“算法優(yōu)先”。通過對(duì)VisLab和傲酷的收購(gòu)，安霸先后入局了自動(dòng)駕駛算法和雷達(dá)處理算法的研究，以深刻理解這些技術(shù)對(duì)于芯片的需求。
除此之外，在圖像處理和壓縮以及AI加速算法等領(lǐng)域，安霸也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。尤其是圖像處理，安霸已經(jīng)擁有17年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，基于此安霸已經(jīng)先后推出了多款基于視覺感知的車用芯片，包括不帶AI處理器的A12、H22、H32，以及加入了安霸獨(dú)有AI加速引擎設(shè)計(jì)的CV2x系列、CV5等。
其中CV2x系列采用了10nm制程，在前視ADAS、智能電子后視鏡、DMS、OMS、行泊一體等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，例如RIVIAN、Motional、Arrival，都是安霸CV2芯片的合作伙伴。CV5是安霸首顆5nm制程芯片，已經(jīng)于CES 2021正式推出，這意味著安霸的5nm芯片此前就已經(jīng)經(jīng)過了驗(yàn)證。
盡管如此，馮羽濤指出，隨著自動(dòng)駕駛的快速發(fā)展，對(duì)芯片的算力、多傳感器連接以及信息處理等的需求都在大幅提升，這些產(chǎn)品是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足高階自動(dòng)駕駛對(duì)中央域控制器的需求的，這也是為什么安霸要推出CV3。接下來，馮羽濤表示安霸將會(huì)結(jié)合客戶實(shí)際的市場(chǎng)需求，對(duì)此次發(fā)布的旗艦級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行功能裁剪，降維應(yīng)用于不同系統(tǒng)的開發(fā)，更好地滿足當(dāng)前百花齊放的自動(dòng)駕駛市場(chǎng)。
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