9月28日—29日,“中国车谷2021智能汽车产业创新论坛”隆重召开。本次论坛由武汉经济技术开发区和东风汽车集团有限公司联合主办,由武汉市智能汽车产业创新联盟与盖世汽车联合承办,主要围绕智能汽车的创新发展这一主题展开,涉及到人机共驾、地图定位、人工智能与芯片、仿真测试等多个热门领域。以下是安谋科技新业务副总裁张晓波的发言:

自动驾驶

安谋科技新业务副总裁张晓波

我今天的演讲主题是:CPU+XPU解决方案为汽车的新未来提供“核芯动力”。当下,万物互联对算力提出非常高的要求,除了人工智能以外,自动驾驶也给整个行业提出具有挑战性的命题。

我们有一个汽车行业的分析,业内所有的计算架构基本上都是基于Arm,包括FSD、黑芝麻、地平线,英伟达以及高通等。针对有关自动驾驶的挑战,各家已经投入很多,之后也会有针对算力等一系列挑战的前沿研究。

大家是车圈的合作伙伴,也可从计算角度来看整个架构的演变,从传统架构到域架构,以及中央计算架构,已经成为了一个趋势。FSD是打造一个闭环的,形成了一个自己的技术路线。特斯拉整个的驾驶辅助演进分为三段:第一段,它自己采用了第三方的平台;第二段,它把平台做了一部分的整合,最后决定采用Arm的架构——自己来设计芯片,同时把自己的系统做闭环,去做整体安全认证,及一系列的车规级产品认证。高通、英伟达也是平台级技术路线的打法。

反过来,我们看到在整个行业的演变过程中,从多域的计算到中央计算,这个过程在发生着巨大的变化。从计算的角度,Arm还是行业比较重要的支撑者,从过去的移动端到现在的汽车端和服务器端,有很多相应的行业的转化。

回到自动驾驶这一部分,包括地平线在内的很多合作伙伴都在考虑算法、算力怎么对标FSD,尤其针对自动驾驶的L5这个level,其实中间是个漫长的过程。从国内的创新来讲,各家都投入比较大的精力,其中有些方式方法,包括产品的迭代,中间可以达到快速突破的路径。

后面我可以给大家简单介绍一下,安谋科技针对CPU、XPU的一些解决方案,如何去助力新的产品演进。分几个维度:第一,从IP的维度。第二,从产品的维度。第三,从软件的维度。第四,从生态的维度。

从整个自动驾驶,或者整个汽车从其运算的角度来看,大家可以看到我们说汽车的边缘计算,包括自动驾驶的计算平台,它也是一个计算的中央节点,下面有网关,有远程控制。而对于控制器,有座舱级的,有自动驾驶系统级的,整体也是非常复杂的。加上动力系统,汽车总体管控的平台打造在汽车行业是非常复杂的。比如,如何从计算的角度去做支持,包括电子电气的架构设计,整个算法如何去做中央的边缘计算等。在基础设施的一些云端的计算,包括边缘云,包括主机厂的私有云,包括公有云,这里面都是中央平台在做一些基础的计算支撑。

从IP的角度,我们有非常丰富的产品组合,支持快速地去迭代整个计算平台的基础。从云端来看,我们也有比较好的产品,Arm的服务器在亚马逊的平台上做过验证,它是公有云的平台。走到私有云平台里面,也有很多厂商在构建基于Arm架构的服务器架构,同时会给到车的平台去做一些应用,包括其他产品的迭代,后面我们会有些详细的分享。

从安谋科技的角度,我们会去看怎么打造一个车载计算平台的标准,或者车载的专用计算平台架构。之前在行业比较通用的是异构架构,在多单元之间可以做运算。我们提出一个新的超域架构, 在7月15号的发布会上我们把超域架构第一次推到行业。从芯片的角度,Arm在做支持片内的一致性互联的产品,现在也叫CMN600、CMN700等等,它支持芯片内多计算核心的互联。因为大算力的汽车芯片的CPU可能不是一颗,中间多计算核心可以实现一致性的无缝互联,这里面有一些IP的联合。此外,计算芯片在功能安全方面要达到ASLL-D,这里面就有一个全芯片设计的体系。同时还有自底向上的芯片设计,保证计算的高效性和低延时。信息安全也非常重要,还有支持包括不同安全域的虚拟化,还有软件的框架,后面也都会跟大家专门进行展开。

这是安谋科技专门为自动驾驶做的核心动力的一套解决方案,我们称之为“A+X”,A是指CPU级的整个的中央计算通用计算,X在整个计算单元里面,包括GPU、VPU、NPU等方案,两者合在一起做一些IP级的连通,最后实现整个车规级的大芯片。在这个过程中,安谋科技也提出了针对自动驾驶的核心动力的支撑。

在车规级的融合计算里,我们称之为XPU,它包含有VPU、NPU等。大部分的IP我们都实现了车规级的验证和提前的组合。未来在针对整个XPU的子系统,可以做到芯片级整合。它通过总线和其他计算核心的连接以及相应的优化来实现。因为有的系统里面会把算法做进尤其像NPU的计算核心中。这里面各家也都是掌握着非常关键的一些核心技术。从整个搭建的角度来讲,你可以用一个低成本的投入,把自己的传感器数据和地图,与上层应用级的算法做一个整合,做到专有的数据计算处理,这样的子系统的整合我们称之为融合计算。

另外,针对车载功能安全,这个在车规级我们叫Safety Ready,今年势头非常猛,我在安谋科技原来是做公司的产品规划,包括CPU、ISP、信息安全的IP等。所以我们有几个产品已经完全做到了提前规划,现在已经演进到上车级的等级。这里面有三类,芯片厂商是一类,还有新的车企,也有东风汽车等传统汽车厂商。车企也想进到芯片领域,这里面对大家是多维的机会,同时也带来一些挑战。怎么样能形成共赢的一个工作链呢?我们从IP层级就做了基础计算的努力,我们在系统级也做了基础的搭建。

软件定义汽车也成为一个趋势。这个图是一个示意图,我们接触了很多汽车产业链的伙伴,包括像Tierl-2、Tierl-1,以及Tierl-0.5等不同的厂商。图中大家可以看到很多的关键技术。我们期待帮助产业伙伴缩短研发周期,我们称之为研发周期左移。为了实现这个目标,我们会把图中的针对固件和通用计算平台的软件做到可移植,保证一次编写,多处运行。

做一个标准贯穿整个生态系统,这个事情没那么容易,理想是好的,但中间需要一个实现过程。每一家怎么考虑这个事情,这不强求,而是根据不同厂家在研发和投入的角度酌情来看。我们提供了一个基础的平台可以快速实现研发周期的左移,另外,可以用云的方法,其中也有些问题,这个就不细讲。但是提供基础研发平台给各个厂商、各个软件开发商、以及帮助车载应用到上车,以及上车以后要实现整个安全的保证和软件迭代,这个还是非常重要的。

有一个有趣的现象,做手机的厂商进到车企,他们认为未来的车都是把大号的手机的研发系统转到车上。这个其实想简单了,我相信这个链条会非常长。也有另外一种,车企觉得有这个积累了,可以去做手机了,这是最近业界比较有趣的现象。

严格意义上,这些厂商都是我们的合作伙伴。我也从不同角度跟每家的高层聊过,了解他们长期的战略诉求和产品诉求。最后发现,他们的诉求就是怎么减少研发时间,怎么样保证车规,怎么样从不同的行业跨进去。还有就是他们从不同的行业怎么转到另外的行业等等。这说明一件什么事呢?整个业态的都是蓬勃发展的,大家都在追求发展和变化,而且寻求一些新的增长点。我们会提供一些基础的工具,但这个不是最后的产品级的量产工具。这点我稍微跟大家提醒一下。

我们会提供一个车载嵌入式的边缘计算可扩展开放架构——SOAFEE。这个架构我们也有一个参考硬件,包括一些开发项目,这些项目由特别兴趣小组(SIG)领导。SOAFEE已有一个初始版本,已经可以下载,也可用于一些早期的评估,其中针对算力,尤其针对安全和实时性的评估,它提供有一系列的技术尝试。这个部分大家如果有兴趣,可以跟我们联系,一起为这个SOAFEE生态做贡献。

另外一件事,大家针对自动驾驶的算力怎么堆叠,如何做到包括像特斯拉级的,包括英伟达级算力的迭代?很多产品大家都在说这个是核心竞争力,但怎么去堆叠?中间针对NPU,产业界有很多挑战。比如大家算法和算力都是在自己的研发体系里面,这可能是核心技术,不能开放。安谋科技在最近做了一件事,今年7月15号联合了50家,现在已经有75家产业单位,包括车企,做算法的公司,做芯片的公司,以及产学研的前沿性研究单位,我们成立了一个智能计算产业技术创新联合体 (Open NPU Innovation Alliance,简称ONIA)。

从NPU的角度来讲,这个是我们安谋科技做的第一件事——现在ONIA是8家理事单位,未来可能会增加到10家。除了指令集,我们也成立了自动驾驶工作组。这个自动驾驶工作组目前有10家单位,包括车厂,算法公司和汽车服务公司。这样的联盟合作,我们没有任何强求,但它是会员制,包括社区会员制。但是我们不是以收费为目的,其实很多社区单位可以免费参加。这里面包含汽车上下游公司,有OEM、算法公司等合作伙伴。这是从车的维度来看,同时也有其他的行业的玩家,比如刚才提到不同的做万物互联的公司,所以这就是一个创新联合体。

这是NPU指令集的历史机遇。9月26号在乌镇举办的世界互联网大会上,在百家的单位里面,选出14家作为乌镇的互联网领先企业,而我们安谋国际代表整个联盟拿到了这个奖项。这也是国家,包括工信部对这件事情的一个认可,我觉得这是整个架构演进、统一标准的一个历史机遇。

最后,我们会实现的是共建和共享,在汽车这个方向,包括自动驾驶这件事情上,我们希望跟大家一起来打造包括IP层、子系统层、软件层的生态,为大家做好服务,谢谢大家。