英偉達又吊打特斯拉14倍了,但這關我啥事?| 硬核時間

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出品:電動星球News

作者:毓肥

昨天晚上 11 點半,我強忍睡意看英偉達 GTC 2021 的時候,一開始是拒絕的。

但慢慢看下去,我發現越來越不對勁。這不像是例行公事,更像是圖窮匕見。

英偉達釋出了一系列晶片和解決方案,從汽車製造、自動駕駛,到製藥、雲服務,甚至量子計算研究等等,實現了全覆蓋。

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直到那個

「1000 TOPS」

的數字躍然螢幕上,我才發現這場 GTC2021 裡裡外外都透著「野心」兩個字。

篇幅所限,本文還是聚焦智慧汽車領域。

1000TOPS,指的就是英偉達下一代自動駕駛計算晶片 Atlan 的綜合算力。

是明年量產的 Orin 254TOPS 算力的 4 倍左右,或者是目前小鵬 P7 使用的 Xavier 30TOPS 算力的 33 倍有餘。

和特斯拉 FSD Chip 單晶片 72TOPS 相比,英偉達 Atlan 的算力也是其接近 14 倍。

從 2019 年 Xavier 到 2025 年的 Atlan,英偉達用了 6 年的時間,將自動駕駛單晶片算力提升了 33 倍。這個數字甚至超越了同期 iPhone A8 到 A14 的效能提升——雖然英偉達犧牲了一部分功耗,但速度依然令人吃驚。

作為消費者,這樣迅猛的效能提升,到底有什麼用?除了 1000TOPS 的自動駕駛晶片,英偉達還在怎樣思考

智慧汽車?

我們今天儘量聊得接地氣一點。

真正的全自動駕駛需要什麼?

人類開車用大腦思考

,當然前提是經過培訓。

但對於「讓機器自己開車」這件事來說,前提可能與人恰恰相反。

機器基本不存在違反交通法規的可能,把駕駛規則匯入自動駕駛系統甚至只需要一瞬間——但前提是得製造出足夠接近人類的腦子。

這個腦子就是自動駕駛晶片,至於怎麼衡量它是不是接近人腦,一個基本的參考就是 INT8 精度的算力,一般用多少個 TOPS 表達。

特斯拉 Autopilot 硬體 2。0、2。5 使用的是英偉達 Drive PX2/2。5 方案,最高算力為 16TOPS。這一時期只能稱為「L2 輔助駕駛晶片」,實現一些像是全速域跟停 ACC、車道居中 LCC 等等的基礎輔助功能。

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2017 年釋出的英偉達 Drive Xavier,算力則提升到了 30TOPS。

但兩位數算力仍未脫離「輔助駕駛」晶片範疇

,包括小鵬 P7 基於 Xavier 實現的「NGP 高速領航輔助駕駛」,雖然站在了 L3 的門外,但仍差一層窗戶紙。

順帶一提,明天小鵬 P5 釋出的 XP3。5,會不會使用多個 Xavier 實現更高算力,這也是個懸念。

當算力突破三位數,廠商就可以開始琢磨「全自動駕駛」了。

特斯拉於 2019 年 4 月釋出了 FSD 晶片,單顆算力 72TOPS,Autopilot 硬體 3。0 板載兩枚晶片,理論算力一共 144TOPS。這也是目前量產車上搭載的最高算力方案。

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馬斯克從那時開始,就一直強調 Autopilot 硬體 3。0 可以實現全自動駕駛,不過實際上依舊到了去年四季度,FSD Beta 才開始公測。因為Autopilot 軟體演算法經歷了近乎重寫的改進,才終於讓兩顆晶片的算力完全發揮。

特斯拉以外,英偉達也即將推出三位數算力的單晶片產品——英偉達Orin,它也是蔚來、小鵬、智己、理想等等車企最近搶「首發」的主角。

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英偉達 Orin 可以在 45W 功耗的基礎上實現 254TOPS 算力。相比之下,維基百科資料顯示,特斯拉硬體 3。0 在搭載雙 FSD 晶片,算力 144TOPS 前提下,主機板功耗約為 100W。

從 Orin 開始,特斯拉以外的車企也開始採用多晶片的計算組合。一是為了提升總體算力,實現更多自動駕駛功能;二來配備冗餘的晶片「保險」,維持智慧汽車的安全性。

比如蔚來 ET7 上面搭載的 NAD 系統,就由 4 塊 Orin 組成,總算力達到了 1016TOPS。但其中負責計算的是兩塊,實際可用算力 508TOPS,另外兩塊則負責冗餘和訓練。

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1000TOPS 有什麼用?

從昨天凌晨黃仁勳釋出的 Atlan 開始,自動駕駛正式進入了單晶片 1000TOPS 算力的時代。

如果像蔚來 ET7 那樣一車四芯,那麼算力可以堆砌到恐怖的 4000TOPS,是現在小鵬 P7 的 133 倍。

Atlan 的一切引數都可以用「下一代」概括:下一代半導體工藝、下一代 CPU 架構、下一代 GPU 架構,等等。

上面這些大家可能都有所耳聞,但今天的文章,我只打算聊一個很冷門,但又挺舉一反三的部件。下文甚至不會討論乾燥的資料,只研究最終的作用。

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要說的就是上圖這個東西,英偉達命名為「DPU資料處理單元」。

本質上,這 DPU 就是

功能更多的「電腦網絡卡」

,用於連線乙太網,以及像固態硬碟這樣支援 PCIe 標準的裝置,並且可以提供硬體防入侵等安全功能。

比 DPU 本身更有意思的,是英偉達新一代自動駕駛晶片中,

「首次出現 DPU」

這件事情。

但想要解釋得更簡單易懂,我們還得再扯遠點。

昨晚的 GTC 2021 上,老黃表示 Orin 晶片並不僅僅可以用於自動駕駛計算,還可以

替代智慧座艙晶片,甚至還能同時控制儀表盤,成為「智慧汽車的唯一大腦」

,也就是「1 chip 4 domains 一芯四用」。

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一芯多用,最直觀的好處就是減少額外的晶片數量和線束長度,降低成本和提升空間利用率,同時降低以往多節點間資料傳輸的難度。

比如特斯拉從 Model 3 開始拋離傳統汽車業界好幾個身位的線束控制,「Simple is perfect」,大致如此。

另一方面,目前汽車業界正在爭先恐後地進入 L3、L4 級別的自動駕駛時代,但 L5 和 L4 是完全兩個世界。

L4 是「場景內自動駕駛」,也就是隻要你畫了圈,圈內可以實現自動駕駛,那麼就算 L4。但 L5 是「完全自動駕駛」,也就是可以不要方向盤和踏板,權利和義務都由車輛承擔,

需要適配的場景近乎於無限

2019 年,特斯拉 AI 和計算機視覺負責人 Andrej Karpathy 在一場演講中表示,每一次「Forward Pass 順推」,Autopilot 軟體的神經網路就要處理 4096 幅影象。

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而特斯拉汽車在路上的每一秒,Autopilot 軟體都需要處理 100 個左右的深度學習任務,每個任務都包括多次順推。

而這還是 2019 年,FSD Beta 尚未公測的時代。

除了車外的自動駕駛,車內智慧座艙和輔助駕駛視覺展示,都在消耗越來越大的硬體資源。

即將推出的賓士全新電動轎車 EQS,已經配備了高達 24GB 的執行記憶體和 320GB 的固態硬碟;特斯拉新一代數字座艙甚至外接了 PS5 遊戲主機級別的獨立 GPU——和上面兩位相比,高通第三代數字座艙平臺「至尊版」8195,似乎也不算大腕兒了。

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圖片來自 wardsauto。com

鋪墊到這裡,可以下結論了:

無限大的自動駕駛場景,加上汽車內部結構集中化的大趨勢,帶來了單一節點無限大的資料處理要求。

而如果說我們快進到 1000TOPS 時代,相當於汽車擁有了一個強大的「大腦」,可以應付更高的計算需求,那麼資料處理單元,就是我們為 1000TOPS 準備的神經系統,負責轉達指令,反饋訊號。

1000TOPS 固然很重要,但如何高效利用 1000TOPS,甚至未來的 10000TOPS,也許更加重要。

和英偉達同樣走在這條路上的,還有特斯拉。

去年 8 月 17 號,根據臺灣媒體報道,臺積電已經接到了博通和特斯拉的聯合訂單,具體量產時間定在 2021 年四季度——Autopilot 硬體 4。0 要來了。

有意思的在於特斯拉找的合作伙伴——

博通是全球最大的網路半導體晶片公司之一

。更有意思的是,全球首款 7 奈米網路晶片,就出自博通之手,可以提供最高 3。2PB(1PB=1024TB=1024²GB) 的傳輸頻寬。

2019 年 7 月 22 日,特斯拉在一項專利中表示:

「傳統汽車接線方案是零碎的。通常是由不同的線束,將電氣元件連線到中央電池或電源。每個元件都通電,但需要多個線束才能進行通訊和訊號傳輸。在單個車輛中,導線的總長度可能很長。」

馬斯克曾經表示 Model 3 的線束從 Model S 的 3 公里減少到了 1。5 公里,他還說 Model Y 可以實現 100 米的線束長度,但至今仍未證明自己。

將紛繁複雜的資料收歸一個計算節點

,這就是兩家站在人類科技浪潮頂端的公司,都在試圖實現的目標。

智慧汽車再提速

這屆 GTC 2021 上面,英偉達還提出了很多跟汽車相關的方案。

比如已經運用於寶馬米蘭工廠的 Isaac 智慧 AI 機器人,可以透過訓練提升工作效率;

比如新一代自動駕駛訓練平臺 Hyperion 8,內建 7 塊不同用途的 Orin 晶片,定位是「資料採集/開發/訓練」,支援 8 個 800 萬畫素攝像頭,4 個 300 萬畫素魚眼攝像頭,9 個毫米波雷達和 2 個鐳射雷達。

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一家獨大隻能證明行業遭遇瓶頸,特斯拉、英偉達、華為、高通、英特爾一眾科技企業,可以互相趕超,今天你超我 14 倍,明天我秒殺你 XX 倍,這才是我們熱衷於這場變革的理由。

1000TOPS 算力的 Atlan 將於 2025 年正式落地,但它的敵人可能已經是特斯拉 Autopilot 5。0,甚至馬斯克可能都要上火星了。英偉達怎麼打贏這場老科技廠商和新車企的「戰爭」,也是下一個十年智慧汽車界的一大懸念。

屬於智慧的新時代,就是這樣讓人期待。

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