智駕芯片一直被看做是自動駕駛汽車的“大腦”,隨著主流智能駕駛從L2向L2+以及更高級的L3滲透,汽車對“大腦”算力的需求大幅提升。
曾經的5TOPS 、10TOPS產品被掃進故紙堆,以英偉達Orin為主要代表的大算力芯片開始成為行業新寵。
然而,算力絕非衡量芯片表現的唯一指標,只能說先進制程、大算力是目前自動駕駛芯片發展的底層支撐,但選擇哪種類型的芯片還是取決于車企的具體需求和商業邏輯,包括成本、性能和功耗等因素。
自動駕駛芯片市場的競爭愈發激烈,英偉達迎來諸多挑戰者,安霸是其中之一。
安霸創始人兼CEO王奉民表示,隨著基于AI的AD和ADAS解決方案的加速應用,汽車主機廠和Tier 1在所有細分賽道中都需要AI性能更高、功耗更低以及對高級算法全面支持的解決方案。
進軍汽車行業
今年的CES 2024上,安霸又發布其CV3-AD汽車AI域控芯片系列的最新產品:CV3-AD635和CV3-AD655,加上CV3-AD685和主打中國市場的CV72AQ,CV3-AD系列現可覆蓋從主流到中高端乘用車的所有AD和ADAS解決方案。CV3-AD635 和 CV3-AD655 的工程樣品預計將于 2024 年第一季度提供。
圖片來源:安霸
值得一提的是,大陸集團與安霸的戰略合作將CV3系列芯片的量產提上日程,在兩家公司基于AI SoC的L2+級至L4級自動駕駛聯合硬件系統解決方案中,對CV3-AD SoC系列進行向上擴展。這些全套解決方案搭載多款傳感器,包括大陸集團的高分辨率攝像頭、毫米波雷達和激光雷達,以及相關控制單元和所需的軟件。
大陸集團和安霸目前已收到第一份訂單:一套全棧式 L4 級自動駕駛解決方案,將沿著大陸的技術路線逐步推進。首個聯合開發產品將于2027年進行批量生產。
提及安霸,或許大部分用戶會感到陌生,但要說起大疆的無人航拍機、Gopro的運動相機,其背后的視覺處理芯片、軟件算法等方面都有安霸的身影。
2004年成立于硅谷的安霸,早早躋身全球圖像處理技術的前列,海康、大華、大疆等消費電子、安防市場細分領域的龍頭企業,均在安霸的合作伙伴之列,2012年,安霸成功在納斯達克敲鐘,又開啟一段新的征程。
市場需求一直是推動技術發展與落地的核心動力,隨著人工智能催動各行各業的發展,單純的圖像識別已不能滿足安防等領域需求,在芯片設計中必須導入支持計算機視覺和AI算法的設計。
從安防到運動相機、無人機,結合AI發展的必要,安霸找到了新的發力點——自動駕駛汽車。視覺感知對于自動駕駛汽車的重要性不言而喻,同時基于汽車持續發展的龐大市場,可提供給企業更大的發展空間。
王奉民說到:“我們公司跟別人真正的區別,其中一點就是實時圖像和視頻處理,擁有這方面能力的公司在芯片行業還真的不多。安防市場是一個特別需要這些技術的的,現在它還是我們最大的市場;另外還有運動攝像機市場,大疆、GoPro、Insta360等都是我們的客戶。下一個最重要的市場是什么?應該是自動駕駛汽車。”
事實上,安霸布局汽車行業也有較長一段時間了。2015年,安霸以3000萬美元收購VisLab是關鍵一步,其補足了安霸在計算機視覺算法方面的能力,后續幾代AI SoC在硬件級別整合了VisLab的視覺感知算法。
而對于芯片算力的發展,2017年開始,安霸推出第一代CV1芯片,之后推出了用于車載市場的系列產品,包括CV2、CV22、CV25、CV28等系列視覺感知芯片,從2018年開始推向市場并陸續在全球乘用車市場量產。
直到現在,CV2系列芯片都是安霸的銷量主力,應用領域廣泛,在汽車市場的出貨量累計也有數百萬顆。
不過,王奉民告訴蓋世汽車:“2015年我們就在想怎樣去做自動駕駛,但我們非常了解一件事情,如果當時我們真的要做L2+、L3或L4,CV2的算力都不夠。”
基于此,CV3應運而生,安霸在5年前就開始準備籌劃CV3,3年前開始正式動工。
在前年的CES 2022上,安霸發布了CV3系列芯片,將單SoC的AI處理能力一下拉到了500 eTOPS(等效算力),單顆芯片算力數倍于友商-X,同時功耗還未增加。
CV3系列產品中以CV3-AD685芯片性能最強,該芯片是安霸首個面向量產智駕域控制器的芯片,單顆芯片可接入20路攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達等傳感器,實現高感知能力。
安霸的方法論
CV3系列取得突破的性能、功耗表現并非偶然。王奉民表示:“我們今天能夠做一個非常高算力的芯片,然后又能夠做到功耗那么低。基本上是因為當我們定義這顆芯片的時候,我們就知道這個芯片是完全為了自動駕駛而生的。”
自動駕駛芯片的發展正呈現出專有化的趨勢。隨著汽車智能化的迅速發展、自動駕駛級別的提升以及功能應用的豐富,汽車對芯片算力的需求也越來越大。
專用芯片正在成為自動駕駛領域的主流選擇。這類芯片因為是為特定任務或應用而定制的,因此在具體的應用領域,性能、功耗和成本方面通常比通用芯片更具優勢。
具體來看,一款自動駕駛的專用芯片,需要具備幾個特質。
一方面,對于車載AI芯片來說,僅僅高的算力并不一定意味著好的表現,能效比是一個非常重要的指標。
此外,很多車企在選擇大算力芯片平臺時,不僅僅只是為了滿足一款車的需求。它們可能會同時覆蓋多個不同的車型,這就要求大算力平臺同時還需具備足夠的靈活性和可拓展性。
同時,一個優秀的芯片平臺不僅要在硬件上強大,還需要在軟件層面能夠提供配套的工具鏈、軟件棧等,以確保車企可以快速地開發和部署相關的應用。
可以說,從相關數據來看,安霸的CV3系列SoC可以很好地滿足以上要求。
芯片廠商眾多,安霸的特殊性在于其在視頻圖像處理方面的基因,以及對于底層架構的創新等方面,CV全系列芯片包含安霸自有ISP圖像處理單元和高品質H.265編碼單元,以及安霸自己獨有的AI引擎——CVflow? 。
領先的圖像處理增強了SoC的AI視覺感知性能。與此同時,CVflow 架構結合了多個神經網絡處理器(包括支持 Transformer 和 BEV 等最新的神經網絡架構),以及進行傳統計算機視覺和4D毫米波雷達處理的通用矢量計算單元。
得益于CVflow 架構的低功耗,產品散熱成本和復雜度可以降低。而且從整車角度來說,超低功耗可讓客戶在汽車上使用更小容量的電池,從而繼續降低成本以及重量,提升續航里程。
基于同一套架構、SDK 和 CV 工具,所有在 CV3-AD 系列芯片上開發的功能均可實現快速移植。伴隨著SoC一起設計,安霸還提供了輔助駕駛和自動駕駛的全套軟件解決方案,并對所有 CV3-AD系列產品進行了優化。
要實現這些功能應用或性能指標,得益于安霸踐行的一套方法論。“我們定義芯片的方式是先了解應用,再了解算法和軟件,然后在定義芯片的過程當中,想辦法降低所需要的功耗,而不影響到它的功能。”王奉民說道。
面向未來
王奉民認為,安霸在過去的十多年,做得最好的一件事情就是當技術轉變的時候,可以很快的跟進應用需求。
除了自動駕駛,大模型也是安霸的關注所在。
2022年11月,OpenAI發布ChatGPT之時,誰都預料不到其能在短時間內發展到如今地步。伴隨著 ChatGPT 的爆火,它背后所依賴的大模型技術,沖擊著各行各業,走向智能化的汽車行業自然不會例外。
擁抱大模型,成為汽車行業快速達成的共識,生成式AI和汽車級LLM有望在車內外實現全新、直觀和個性化的用戶體驗、功能和特性。過去的一年時間里,車企在智能座艙、智能駕駛領域多有嘗鮮。
然而,大模型上車需要怎樣的芯片算力平臺呢?
相較普通汽車,搭載大模型的智能化汽車對算力的需求飆升。當AI持續進化,大語言模型走向多模態,不僅僅需要能夠處理文本數據,還要處理圖像、視頻、音頻等多種類型的數據。更有一個現實的問題必須解決,那就是能耗問題。
王奉明表示:“當全世界的電力不足以支撐AI快速發展的時候,解決方法是什么?我認為最后解決方法是開發一些針對性的特殊芯片。我相信絕對會有人在想是不是可以針對LLM,做出一個特殊芯片來解決這個問題。當這個芯片成型的時候,我覺得市場會有很多變化。”
安霸已經開始有所嘗試。
在CES 2024期間,安霸展出在其新款N1系列SoC上運行多模態大模型(Multi-Modal LLM),其每次推理的功耗顯著低于當前市場的通用GPU解決方案。
圖片來源:安霸
安霸將在中高端SoC上提供已優化的生成式 AI 處理。這些AI SoC包含了功耗低于5瓦的CV72 芯片,以及最新的可應用于服務器端,功耗低于50瓦的N1芯片。與GPU及其他 AI 加速器相比,安霸提供了完整的 SoC 解決方案,每生成一個 token 的能效比最高可提高3倍,并可快捷、低成本地部署在終端產品中。
蓋世汽車了解到,N1 是和 CV3 同技術平臺的芯片,只是上面的軟件完全不一樣。基于安霸為自動駕駛開發的CV3-AD架構,N1系列SoC對總算力資源進行了針對性的優化,從而以超極低功耗運行多模態大模型。
此外,所有安霸的AI SoC均可搭配全新的Cooper?開發平臺。為了縮短客戶新產品上市的時間,安霸已預先移植和優化了LIama-2等流行的大語言模型。其在N1芯片上運行的大語言和視覺助手 LLava 模型,可對多達 32 個攝像頭同時進行多模態視覺分析。
王奉民說到:“我認為LLM是我們未來一定要走的方向,而且我也認為LLM會回來影響安防,影響汽車。我甚至敢大膽的猜測,10年之后自動駕駛汽車是用LLM來跑的。”
安霸的目標是將生成式AI部署于終端設備和本地硬件上,從而將其廣泛應用于視頻安防分析、機器人以及眾多工業領域。
在汽車行業,雖然大模型的應用還只是處于起步階段,但我們能夠看到,國內車廠們已經紛紛開始籌劃在 AI 大模型這一戰場了。安霸是不是已經踩在了風口?
回首安霸的發展軌跡,其成功完成向AI視覺芯片公司的轉身,2015年收購VisLab,2021年收購4D成像雷達AI算法公司——Oculii傲酷雷達,將目標市場拓展到雷達感知與視覺融合領域等,到布局大模型領域,可以明顯的看到一條緊跟時代風口的線索。
不過王奉民也坦言,安霸在汽車行業的進展尚未達到最初預期,還需進一步努力。原因是多種多樣的,可能是因為主機廠對于拓展新的供應商相對保守,也可能是因為安霸在軟件等多方面的規劃才剛剛顯露實力,有待“發酵”。
“事實上很多客戶都已經把他們的算法導入我們芯片,證明我們的CV3-AD685就是三倍于友商-X的性能,這不是我們自賣自夸,而是客戶在講。所以我相信接下來一兩年,在汽車行業,安霸會有很多像大陸一樣的客戶或合作伙伴來幫助我們繼續成長。”王奉民說道。
伴隨著城市NOA的內卷和L3政策的逐步放開,如今的自動駕駛或者說智駕芯片行業又走到了一個關鍵節點。
王奉民認為,要提高用戶對自動駕駛的接受度,最重要的是安全性。要持續提高安全性,把智駕算法的性能和準確度提升到新臺階,還是要依靠 AI 算力的不斷提升。
此外,未來是否會有新的感知技術,除了Transformer,是否會有新的Network出現等,這些可能得變化會持續驅動汽車芯片的發展,同時也是留給芯片廠商發力的空間。
對于未來的發展,安霸已有許多準備,故事還未講完,接下來,芯片廠商就各顯神通吧。
來源:第一電動網
作者:蓋世汽車
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