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1000TOPS,安霸挑戰(zhàn)英偉達

2022/01/22
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安霸成立于2004年,核心團隊均來自中國臺灣,創(chuàng)始人王奉民。安霸依靠GoPro運動相機一炮而紅,并借助群光電子打入GoPro供應鏈,是GoPro獨家芯片供應商。運動相機市場飽和后,安霸轉入行車記錄儀業(yè)務,后自2018年開始進軍汽車ADAS前裝市場,安霸2021年收入大約3億美元,其中約15%來自汽車前裝領域。

目前已進入豐田高端雷克薩斯供應鏈,新興造車企業(yè)Rivian也是安霸客戶,此外還有現(xiàn)代汽車與安波福合資的Motional,與Uber合作打造無人車的英國新興造車勢力ARRIVAL。安霸自2022年開始進軍L4級自動駕駛域控制器,首發(fā)芯片CV3。

圖片來源:互聯(lián)網(wǎng)

國內(nèi)客戶主要有吉利、長安、長城、上汽、宇通、比亞迪,合作項目主要是行車記錄儀或DMS。

圖片來源:互聯(lián)網(wǎng)

安霸在2021年下半年推出CV3,采用16核ARM Cortex-A78AE設計,同樣的內(nèi)核也可以在英偉達的Orin里發(fā)現(xiàn),不過Orin是12核。AI算力方面,INT8位精度達500TOPS,如果INT4位精度,可達1000TOPS。

圖片來源:互聯(lián)網(wǎng)

安霸CV3簡介,采用三星5納米工藝制造,比英偉達Orin的7納米要高。運行溫度范圍最高上限達125℃,比Orin高20度。功能安全達到B級,加上MCU安全島為D級。安霸晶圓代工合作伙伴一直都是三星,產(chǎn)能比較寬松,價格也最低。

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ASIL-B級主要就是決策部分,其底層采用QNX操作系統(tǒng)。安全域采用ARM的安全島即Cortex R-52。域控制器層面采用硬件安全模塊(HSM),這是安霸的特色之一。

HSM對于完全的安全車載通信 (SecureOnboard Communication, SecOC) 是必不可少的。HSM有助于確保所收到的所有數(shù)據(jù)的真實性,并防止攻擊者通過繞過與安全性相關的ECU接口,獲得對中央處理器甚至車載網(wǎng)絡的訪問權限。然而,集中式車載網(wǎng)絡所面臨的挑戰(zhàn)不僅限于此:每當車輛計算機(通常劃分為多個虛擬機)接管多個ECU的軟件應用程序和功能時,對安全組件的需求也會增加。新一代的HSM也為此做好了準備。物理上,HSM的安全功能封裝在相應處理器的HSM內(nèi)核中。在那里,安全功能通過HSM軟件協(xié)議棧激活和操作。因此,車輛計算機的主控制器可以專注于其實際任務,而HSM內(nèi)核則處理安全性的要求:安全的車載通信、運行時的操作檢測以及安全的啟動、刷新、日志記錄和調(diào)試。這使HSM比純粹基于軟件的安全解決方案要強大得多。

新一代的HSM將具備一個精簡的實時操作系統(tǒng),或者稱之為固件。新的HSM固件可確保HSM內(nèi)核最多處理16個并行會話,而HSM軟件中的會話數(shù)量可配置。這種多核和多應用程序支持的秘密在于HSM固件驅動程序的特殊體系結構。這允許不同的虛擬化應用程序獨立集成驅動程序,從而為獨立開發(fā)各種軟件部件鋪平了道路:在集成過程中,“鏈接器”步驟可確保驅動程序的各種實例在硬件的共享RAM中使用通用結構。新一代HSM設計用于多核和多應用程序任務,使用批量MAC接口,即使在高數(shù)據(jù)負載和異構格式的情況下,也可以確保通信的實時性。

安霸的AI加速器是CVflows,安霸沒有透露過太多細節(jié),核心就是數(shù)據(jù)流架構,類似于DSP。數(shù)據(jù)流架構是一種計算機體系結構,直接與傳統(tǒng)的馮·諾依曼架構或控制流體系結構進行對比,數(shù)據(jù)流架構沒有概念上的指令計數(shù)器(所以它的算力無法使用TOPS這樣的單位,安霸只能說等效于500TOPS)。其使用粗粒度表示(Coarse-grained Representation)來提高數(shù)據(jù)的并行度,并允許編譯器同時調(diào)度多個順序循環(huán)和功能,以實現(xiàn)更高的吞吐量及更低的延遲。

現(xiàn)在大部分的GPU、CPU都是基于指令集的架構,應用層可以通過軟件和編輯器去將語言最終轉化為機器語言,即二進制的碼,從而執(zhí)行指令和操作,并保證對不同應用的兼容性。DSP有個重復循環(huán)機制,即進入這種模式時,指令自動變?yōu)閱沃芷谥噶?,零存儲開銷,零譯碼開銷,效率飛速增加。某種意義上等于沒有了指令的概念。安霸的CVflows應該就是這種設計。

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傳統(tǒng)AI加速器靠堆砌MAC數(shù)量,數(shù)量越多,算力越強,非常簡單粗暴,缺點是成本高,效率低。

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安霸特別拿英偉達的Xavier做了個對比,汽車GPU達到30TOPS算力的只有英偉達的Xavier。安霸的效率是英偉達的5倍。

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安霸也提供完整的軟件協(xié)議棧,還精細地分為有HD地圖和無HD地圖兩種模式。

安霸的EVA原型車演示界面

圖片來源:互聯(lián)網(wǎng)

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安霸也不會忘記與Mobileye對比,安霸是一個開放的平臺。

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安霸汽車軟件合作伙伴,其中DMS領域的Seeing Machines是澳洲上市公司,其產(chǎn)品大量用于通用汽車上。

除了CVflows,安霸另一個特色是立體雙目,上圖中Rivian的R1T就用了安霸的CV2實現(xiàn)立體雙目。 立體雙目的主要使用者包括奔馳、路虎、雷克薩斯、斯巴魯、本田第一輛L3和鈴木,支持立體雙目的Tier1包括博世、德國大陸汽車、日立、電裝、電產(chǎn)和華為。立體雙目需要深厚的技術積累。

必須說激光雷達或立體雙目是L3級智能駕駛必備的傳感器,自動駕駛領域,感知部分的任務就是建立一個準確的3D環(huán)境模型。深度學習加單目三目是無法完成這個任務的。

單目和三目攝像頭的致命缺陷就是目標識別(分類)和探測(Detection)是一體的,無法分割。必須先識別才能探測得知目標的信息,而深度學習的窮舉法特性導致其肯定會出現(xiàn)漏檢,也就是說3D模型有缺失,因為深度學習的認知范圍來自其數(shù)據(jù)集,而數(shù)據(jù)集是有限的,不可能窮舉所有類型,因此深度學習容易出現(xiàn)漏檢而忽略前方障礙物,也就是說如果無法識別目標,系統(tǒng)會認為前方障礙物不存在,不做任何減速,特斯拉多次事故多半皆是這個原因。

傳統(tǒng)算法,則可能無法識別前方障礙物,但依然能夠獲知前方障礙物的信息,能夠最大限度地保證安全。當然這需要傳感器配合,激光雷達和雙目立體視覺都是以傳統(tǒng)算法為核心(因為它不需要識別目標也能探測到目標的3D信息,當然你也可以用深度學習處理激光雷達數(shù)據(jù),也可以讓激光雷達識別目標)。

也就是說三目系統(tǒng)只能用于L2,因為它必然有漏檢,漏檢是無法避免的,L2以上必須要有激光雷達或立體雙目。 所以即使特斯拉的HW4.0(FSD Beta)算力再高也是L2,也是無法避免漏檢的,并且FSD Beta版在識別與對于物品的警示功能方面仍有限,對于靜態(tài)的物體、緊急駛出的車輛、施工區(qū)域、較復雜的十字路口等無法進行辨別。

安霸之后或許會出現(xiàn)更多的英偉達挑戰(zhàn)者,三星的5納米產(chǎn)能充足,價格估計不到臺積電的1/4,超過1000TOPS算力也不是什么難事,超過4TFLOPS的GPUIP也有出現(xiàn)。就是ARM的A78架構比較昂貴。單純從芯片指標挑戰(zhàn)英偉達并不困難,難的是整體競爭力。 

英偉達

英偉達

NVIDIA(中國大陸譯名:英偉達,港臺譯名:輝達),成立于1993年,是一家美國跨國科技公司,總部位于加利福尼亞州圣克拉拉市,由黃仁勛、克里斯·馬拉科夫斯基(Chris Malachowsky)和柯蒂斯·普里姆(Curtis Priem)共同創(chuàng)立。公司早期專注于圖形芯片設計業(yè)務,隨著公司技術與業(yè)務發(fā)展,已成長為一家提供全棧計算的人工智能公司,致力于開發(fā)CPU、DPU、GPU和AI軟件,為建筑工程、金融服務、科學研究、制造業(yè)、汽車等領域的計算解決方案提供支持。

NVIDIA(中國大陸譯名:英偉達,港臺譯名:輝達),成立于1993年,是一家美國跨國科技公司,總部位于加利福尼亞州圣克拉拉市,由黃仁勛、克里斯·馬拉科夫斯基(Chris Malachowsky)和柯蒂斯·普里姆(Curtis Priem)共同創(chuàng)立。公司早期專注于圖形芯片設計業(yè)務,隨著公司技術與業(yè)務發(fā)展,已成長為一家提供全棧計算的人工智能公司,致力于開發(fā)CPU、DPU、GPU和AI軟件,為建筑工程、金融服務、科學研究、制造業(yè)、汽車等領域的計算解決方案提供支持。收起

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