憑算力瘋狂秀肌肉 英偉達(dá)卡住了自動(dòng)駕駛的脖子?
【太平洋汽車 技術(shù)頻道】根據(jù)國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心發(fā)布的《智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)2.0》對(duì)自動(dòng)駕駛滲透率的預(yù)測(cè),2025年中國(guó)L2/L3級(jí)自動(dòng)駕駛滲透率將達(dá)到50%,2030年將達(dá)到70%。而支撐自動(dòng)駕駛最核心的部件自然是自動(dòng)駕駛芯片,在車載高端芯片市場(chǎng),全球最大的智能計(jì)算平臺(tái)公司,也是高端自動(dòng)駕駛芯片供應(yīng)商的英偉達(dá)基本一枝獨(dú)秀!沒(méi)錯(cuò),就是大家心心戀戀想買它家“發(fā)光風(fēng)扇”的英偉達(dá)。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),英偉達(dá)已經(jīng)拿到了全球30家主流車企中20家的訂單,奔馳、捷豹路虎,以及大家熟知的蔚小理、極氪、智己、飛凡,都是它的客戶;而公共出行領(lǐng)域-Robotaxi(自動(dòng)駕駛出租車),英偉達(dá)也拿下了如滴滴自動(dòng)駕駛、文遠(yuǎn)知行、小馬智行等主流公司。甚至連國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛一哥,完成小鵬智駕從0到1落地的小鵬自動(dòng)駕駛副總裁吳新宙博士,也跳槽到了英偉達(dá)。事實(shí)上,想在智能駕駛這場(chǎng)戰(zhàn)役中搶占先機(jī)的車企,絕大部分都在使用和測(cè)試英偉達(dá)的芯片。了解到英偉達(dá)的統(tǒng)治力后,隨之而來(lái)一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題,那是不是就等于英偉達(dá)已經(jīng)卡住自動(dòng)駕駛的脖子?要回答這個(gè)問(wèn)題,我們有必要了解英偉達(dá)在自動(dòng)駕駛芯片市場(chǎng)的統(tǒng)治力是如何形成的。
初入江湖:時(shí)間拉回到2015年,此時(shí)的英偉達(dá)在獨(dú)立顯卡領(lǐng)域大獲成功后,開始進(jìn)入車載計(jì)算平臺(tái)領(lǐng)域,并推出了初代自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)DRIVE PX和Tegra系列車載芯片,為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供計(jì)算能力。最初聯(lián)姻特斯拉,特斯拉Model S和X所搭載的Autopilot 1.0系統(tǒng)就是采用1顆英偉達(dá)Tegra3芯片(算力僅有1TOPS)+一顆Mobileye EyeQ3芯片,這時(shí)的Mobileye還是沒(méi)有被英特爾收購(gòu),妥妥的行業(yè)前輩,大佬姿態(tài)。
小試牛刀:時(shí)隔一年,英偉達(dá)發(fā)布了DRIVE PX二代平臺(tái)。特斯拉Autopilot 2.0系統(tǒng)則采用了算力升級(jí)達(dá)到3TOPS的英偉達(dá)Parker芯片,而后續(xù)的Autopilot 2.5系統(tǒng)則采用的是2顆英偉達(dá)Parker芯片。得益于硬件的升級(jí)、算力的提升,特斯拉給車主們來(lái)了一次“充滿驚喜”的軟件推送。升級(jí)過(guò)后的Model S可以準(zhǔn)確檢測(cè)車身四周其他車道上的車輛,并將其渲染在儀表盤上,還實(shí)現(xiàn)了在當(dāng)時(shí)看來(lái)極為科技的自動(dòng)變道功能,有車主為了體驗(yàn)最新版的功能,等到了凌晨四點(diǎn)。(當(dāng)年的特斯拉車主還是有錢人的代表,不用苦哈哈早起上班)
一戰(zhàn)成名:做生意,造好產(chǎn)品的同時(shí),還得提升盈利能力!如何盈利呢?全世界的老板都會(huì)表示降本增效。自然而然,特斯拉考慮成本,還是在2019年和英偉達(dá)和平分手,選擇自研路線。不過(guò)沒(méi)有關(guān)系,酒香不怕巷子深,英偉達(dá)早已收獲多家車企的青睞,小鵬就是其一。2020年,正是國(guó)內(nèi)電動(dòng)車?yán)顺被馃岬臅r(shí)候,英偉達(dá)針對(duì)L2級(jí)自動(dòng)駕駛市場(chǎng)推出了Xavier芯片(2016年發(fā)布,2020年量產(chǎn)交付),搭載在小鵬P7和后續(xù)的P5上,依靠這枚僅30TOPS算力的芯片,小鵬完成了高速NGP的布局和城市NGP的初步嘗試,所帶來(lái)的全新智駕體驗(yàn),一戰(zhàn)成名。
車企瘋搶:2022年,英偉達(dá)DRIVE Orin系列芯片正式量產(chǎn)并開啟交付,臺(tái)積電7nm工藝,算力最高的Orin-X達(dá)到了單片254 TOPS。另外,在深度學(xué)習(xí)加速、內(nèi)存和通訊、CPU性能等指標(biāo)上,相比上代都有著翻倍提升。包括最熱的蔚來(lái)車系、理想車系和小鵬G6,在最高階智駕版本的車型上均是配備了多顆英偉達(dá)Orin-X。從目前來(lái)看,無(wú)論是算力性能指標(biāo)、技術(shù)領(lǐng)先性,還是量產(chǎn)交付能力,確實(shí)是獨(dú)一份,所以成為了目前想布局高階智駕功能的車企哄搶的對(duì)象。以至于搭載英偉達(dá)Orin-X,都成為了目前車企在智能駕駛方面的重要宣傳賣點(diǎn)。
大力出奇跡,瘋狂秀肌肉:以為到Orin-X就完了嗎,年輕人還是太年輕。在2022年秋季舉辦的英偉達(dá)開發(fā)者大會(huì)(GTC)上,英偉達(dá)CEO,我們的皮衣黃教主(黃仁勛)發(fā)布了新一代自動(dòng)駕駛計(jì)算芯片DRIVE Thor,單顆算力高達(dá)史無(wú)前例的2000 TOPS。作為類比,是特斯拉FSD芯片算力的14倍。其實(shí)在發(fā)布會(huì)半年前,黃仁勛才宣布彼時(shí)算力最強(qiáng)的自動(dòng)駕駛芯片Atlan(算力1000TOPS),但現(xiàn)在黃教主可能覺(jué)得Atlan格局小了,干脆取消,直接拿出更加領(lǐng)先一代的產(chǎn)品DRIVE Thor,并且確認(rèn)2025年量產(chǎn)上車,首先實(shí)現(xiàn)算力自由的企業(yè)是極氪。當(dāng)其他廠商還是追趕Orin性能的時(shí)候,英偉達(dá)已經(jīng)準(zhǔn)備用下一代產(chǎn)品降維打擊。
DRIVE Thor貫徹了英偉達(dá)一貫大力出奇跡的方針,同時(shí)也是瘋狂秀肌肉的產(chǎn)品。DRIVE Thor展現(xiàn)出的重要指標(biāo),既是同行不具備,也是未來(lái)自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展方向。最重要肯定是超高集成度,目前業(yè)內(nèi)基本都認(rèn)為未來(lái)的電子電氣架構(gòu)一定是集中式的,即一個(gè)“大腦”控制汽車所有功能,而超高集成化的芯片,英偉達(dá)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。DRIVE Thor集成了一輛智能汽車上所需的一切AI功能的計(jì)算需求,包括高階自動(dòng)駕駛、車載操作系統(tǒng)、智能座艙、自主泊車等等。2000TOPS算力資源,主機(jī)廠可以在各種不同AI任務(wù)間隨意分配,還可以構(gòu)建自己的軟件模式,英偉達(dá)也提供相關(guān)開發(fā)工具,這也讓其他芯片企業(yè)失去了直接替代的機(jī)會(huì)。一顆芯片解決所有,以DRIVE Orin單片400美金來(lái)看,DRIVE Thor也不可能便宜,但肯定比采購(gòu)一堆芯片劃算。
從過(guò)去到將來(lái),從行業(yè)新人到“一枝獨(dú)秀”,英偉達(dá)到底做對(duì)了什么呢?首先是時(shí)代的契機(jī),自動(dòng)駕駛技術(shù)離不開GPU,而這剛好就是英偉達(dá)的老本行-GPU視覺(jué)圖像處理。
自動(dòng)駕駛的本質(zhì)是汽車能夠感知和理解世界,并做出正確的行駛決策。正如在日常駕駛過(guò)程中,除了要操控車輛外,還需要同時(shí)做出大量的判斷,比如既要實(shí)時(shí)觀察路面上正在發(fā)生的各種情況,又要判斷自己在整個(gè)路線當(dāng)中的方位,然后執(zhí)行安全高效的行車路線。這個(gè)過(guò)程其實(shí)并不復(fù)雜,但難的是路況環(huán)境和車輛位置實(shí)時(shí)變化,所以需求芯片能重復(fù)完成這種大量的計(jì)算判斷任務(wù)。而GPU是數(shù)以千計(jì)高效核心組成的大規(guī)模并行計(jì)算架構(gòu),專門為同時(shí)處理多重任務(wù)而設(shè)計(jì),所以說(shuō)這種計(jì)算需求剛好是GPU的專長(zhǎng)。
可能有些同學(xué)會(huì)問(wèn)?CUP怎么就不行呢。當(dāng)然行,但不高效,CPU是專為順序串行處理而優(yōu)化的大核心組成,只是擁有應(yīng)付復(fù)雜問(wèn)題的能力。做個(gè)類比大家就懂了,自動(dòng)駕駛要做的事就相當(dāng)于要畫一副畫,CUP就相當(dāng)于單只噴槍在畫布上精準(zhǔn)作畫,而GPU相當(dāng)與成千上萬(wàn)只已經(jīng)排序好的噴槍一同發(fā)射,一瞬間一副畫就呈現(xiàn)了出來(lái),效率明顯更高。
英偉達(dá)GPU在AI計(jì)算領(lǐng)域有著顯著的優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)新,而這也正是實(shí)現(xiàn)高階自動(dòng)駕駛所需要的。其中CUDA通用并行計(jì)算架構(gòu)更是被稱為英偉達(dá)的技術(shù)護(hù)城河,這個(gè)架構(gòu)牛的點(diǎn)在哪呢?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),它能讓GPU解決復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題了,還可以利用GPU的強(qiáng)大計(jì)算能力來(lái)加速各種類型的應(yīng)用計(jì)算,可以在更短的時(shí)間內(nèi)完成 AI 運(yùn)算和大模型訓(xùn)練,對(duì)于需要大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜模型訓(xùn)練需求的自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō),再合適不過(guò)了,加速了智駕功能的落地。
第二點(diǎn)就是“算力”,英偉達(dá)芯片每次產(chǎn)品升級(jí)和迭代,算力都是以數(shù)倍的速度在提升,和其它廠商拉開較大差距。一顆自動(dòng)駕駛芯片能不能上車,車企一般有5個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),性能(算力)、成本、功耗、易用性(或開發(fā)性)和同構(gòu)性(對(duì)其他系統(tǒng)兼容性)。算力首當(dāng)其沖成為了最重要的指標(biāo),這也是在用戶端最容易被感知的一個(gè)指標(biāo)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),算力越大,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)就越聰明!
算力越大,這也意味著它能處理越繁雜的數(shù)據(jù),產(chǎn)品經(jīng)理和工程師也能給自動(dòng)駕駛系統(tǒng)里面裝入更多、更高級(jí)的功能。正如目前火熱的城市領(lǐng)航功能,而且由于高精地圖在采集進(jìn)度、適配、商業(yè)模式以及政策隱私方面的局限性,越來(lái)越多的車企開始進(jìn)行智能駕駛的終極挑戰(zhàn)——無(wú)高精地圖城市領(lǐng)航。以小鵬為例,目前城市領(lǐng)航的技術(shù)路線是BEV融合感知+transformer模型,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是“以上帝視角看清路況全貌,并高效做出正確的決策”,而這背后涉及的數(shù)據(jù)處理、AI算法訓(xùn)練,都需要更大算力去支持。
最后則是完整且靈活的智駕解決方案。從硬件、算法、完整工具鏈以及整合多傳感器生態(tài)的方式,能為車企提供更為靈活的智能駕駛解決方案。主打的就是一個(gè)大而全,誒!你要啥,我就能給你啥!包括現(xiàn)在熱門的Transformer和各類新算法,英偉達(dá)都能夠提供開發(fā)工具供開發(fā)者調(diào)用。
英偉達(dá)還提供自動(dòng)駕駛開發(fā)套件,包括裝車硬件參考、數(shù)據(jù)處理,訓(xùn)練,以及虛擬仿真硬件等。作為智能駕駛汽車參考架構(gòu),可加速生產(chǎn)過(guò)程中的開發(fā)、測(cè)試和驗(yàn)證。無(wú)論是準(zhǔn)備干智能駕駛還是已經(jīng)干智能駕駛的廠商,無(wú)論卡在了哪一步,英偉達(dá)都有讓你放心花錢的方案,因?yàn)樗褪切袠I(yè)權(quán)威。缺點(diǎn)嗎?就是貴。不過(guò)相比于從零開發(fā),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能落地需要龐大的資金投入、技術(shù)攻關(guān)和同行競(jìng)爭(zhēng),大部分中國(guó)車企來(lái)說(shuō)相信還是能夠接受的,這也成就了英偉達(dá)的“洛陽(yáng)紙貴”。
英偉達(dá)的芯片究竟能不能卡脖子,我們還需了解就是它究竟能不能被替代。首先國(guó)際上聲量最強(qiáng)的就是Mobileye,這個(gè)大家都很熟悉了,屬于自動(dòng)駕駛界的老前輩。它的軟硬件一體自動(dòng)駕駛系統(tǒng),一度是乘用車量產(chǎn)的唯一選擇,目前廣泛量產(chǎn)搭載的EyeQ5芯片,算力24TOPS,與英偉達(dá)上一代Xavier芯片處于同一水平。國(guó)內(nèi)最大的用戶是吉利,旗下有智駕功能的車型,幾乎全都采用Mobileye的解決方案。優(yōu)勢(shì)的就是整套方案快速上車,車企智駕功能快速落地;缺點(diǎn)也很明顯,采用不向主機(jī)廠開放數(shù)據(jù)權(quán)限的“黑盒”模式,以及軟硬件必須買一套的“捆綁銷售”,這讓它的路越走越窄。盡管下一代EyeQ6芯片有望在技術(shù)指標(biāo)上追平英偉達(dá),但目前國(guó)內(nèi)有點(diǎn)技術(shù)追求的廠商對(duì)它都不算感冒了。還有它作為國(guó)外廠商,一些只可只能意會(huì)的緣由,也可能會(huì)面臨和英偉達(dá)一樣的風(fēng)險(xiǎn)。
好了,來(lái)說(shuō)說(shuō)咱們的國(guó)產(chǎn)之光。其實(shí)目前聲量最大的,莫過(guò)于由前百度深度學(xué)習(xí)研究院常務(wù)副院長(zhǎng),也是百度自動(dòng)駕駛發(fā)起人-余凱于2015年創(chuàng)立的地平線(地平線機(jī)器人技術(shù)研發(fā)有限公司)。地平線目前的芯片規(guī)劃從征程2系列到征程6系列,是可以覆蓋L2到L4級(jí)自動(dòng)駕駛。它已經(jīng)擁有超過(guò) 20 個(gè)合作車企,而征程系列芯片的出貨量已經(jīng)超過(guò)了 100 萬(wàn)顆。地平線目前最新量產(chǎn)上車的征程5芯片基于臺(tái)積電16nm制程打造,AI算力可以達(dá)到128TOPS。其實(shí)地平線的模式和英偉達(dá)很像,客戶包括一級(jí)供應(yīng)商、整車廠、和出行服務(wù)商,地平線為他們提供芯片、硬件的參考設(shè)計(jì),以及提供工具鏈和算法等方案,也是缺哪兒補(bǔ)哪兒。理想L系列中低配車型的智駕芯片就是搭載的征程5,能夠?qū)崿F(xiàn)高速領(lǐng)航。不過(guò)高配智駕依舊是采用英偉達(dá)的方案,最領(lǐng)先的城市領(lǐng)航也落地在搭載英偉達(dá)Orin-X芯片的車型上。從這點(diǎn)也可以看出,廠商們還是不太敢冒險(xiǎn)嘗試,更需求成熟穩(wěn)妥,且拿出來(lái)就有強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)力的方案。
當(dāng)然了,還有我們的華為也是重要的參與玩家。目前我們熟知的,也是整套自動(dòng)駕駛打包解決方案,基于MDC 810計(jì)算平臺(tái)(算力400TOPS)的華為高階智能駕駛系統(tǒng)ADS 1.0已經(jīng)搭載在北汽極狐αS Hi版、阿維塔11上,它們的智駕表現(xiàn)相信大家都有目共睹。而ADS 2.0所能實(shí)現(xiàn)的功能更多更強(qiáng),包括城區(qū)智駕領(lǐng)航輔助、城區(qū)車道領(lǐng)航輔助增強(qiáng)以及代客泊車輔助等,首發(fā)搭載在問(wèn)界M5智駕版上。今年Q3開始,就能實(shí)現(xiàn)15個(gè)城市的無(wú)圖領(lǐng)航輔助覆蓋,而Q4能達(dá)到45個(gè)城市的無(wú)圖領(lǐng)航輔助覆蓋,妥妥當(dāng)下智駕的頂尖水準(zhǔn)。說(shuō)實(shí)話非常強(qiáng),不過(guò)對(duì)于車企而言,選擇謹(jǐn)慎度會(huì)非常高,很大原因是對(duì)華為芯片后續(xù)供應(yīng)保障的擔(dān)憂。
綜合來(lái)說(shuō),要求國(guó)內(nèi)廠商立刻馬上拿出和英偉達(dá)性能相仿,且能快速上車的自動(dòng)駕駛芯片,不太現(xiàn)實(shí),英偉達(dá)的芯片對(duì)于目前渴望大算力的廠商仍有一定的收割之勢(shì),算是階段性被拿捏了。不過(guò)在面向未來(lái)更高階智能駕駛的大算力芯片預(yù)研上,國(guó)內(nèi)的頭部玩家并沒(méi)有被拉開太大差距,而且,目前自動(dòng)駕駛芯片行業(yè)的寡頭格局還尚未形成,真正的競(jìng)爭(zhēng)也沒(méi)有來(lái)到,留給我們的時(shí)間還有。就算目前要面臨突如其來(lái)的高性能芯片危機(jī),雖然無(wú)法做到對(duì)英偉達(dá)芯片的同等替代,但至少不會(huì)毫無(wú)準(zhǔn)備,任人宰割。
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