堆料堆起来的汽车智能化,车企还停留在“搭积木”阶段,奇点在哪?

车评速递 2022-08-29
4132 字丨阅读本文需 10 分钟

智能化这个词儿很有趣,粗看起来似乎大家都明白,但具体对应到内涵,每个人的答案都不一样。基于我个人的认知,给大家提供一条线索,智能化就是在终端可感知、可控制的基础上实现的智能控制。

终端的感知和控制是实现智能化的重要基础,而所谓的超级计算和人工智能都是后话。

大家可以想象,如果你可以监控自己每一个器官的工作状态并控制其工作强度,基本上就是我们所指的超人类了。汽车的智能化相对于传统汽车的差异,也可粗略类比,一旦能够实时了解所有电路的状态并动态控制输出,其整体能量效率将得到极大提升,同时很多复杂的功能也将得以实现。

因此,理解智能化的聚焦点首先应该集中在汽车中的感知和控制,对于车辆本身以外的信息感知,可以通过增加传感器的种类和数量来完成,相对容易;但更重要的车辆本身的感知及控制,则较难实现。这是因为现行汽车负载控制基本单元保险丝加继电器这一久经考验的组合上限太低。惯例留个问题,这一沿用多年的基本设计可靠性和经济性上固然得到了验证,但在智能化的需求下,仍然可靠吗?

1、汽车的智能化竞争发展了多年,但还是在迷雾里苦苦探索

一方面是,智能汽车自身的技术还未接近爆发的奇点;另一方面,法律法规也还在等待自动驾驶技术的成熟。

一个典型的标志,就是在技术层面上,车企的研究还停留在“搭积木”的工作方法里。

在传统汽车的电子电气架构中,实现功能的模块被称为“盒子”,盒子将解决方案整合在一起,对应的传感器直接集成对应的计算模块,并将结果输出到汽车的CAN总线中,增加一个功能,就增加一个对应的盒子。研发工程师们的其中一块任务,就是确保不同硬件,运行不同操作系统的“盒子们”能协调一致的工作。

这种“搭积木”的开发方法,在过去的汽车开发里成熟可靠,但这也让智能汽车的功能开发迅速地像“贫民窟叠楼”一样增长起来:每增加一点新功能,带来的问题就指数级的增长。更不要提百花齐放的“非标化”方案里,积攒着大量的不成熟技术。

这样的智能出行终端,协同起来只是风险的累乘,而非技术的进步。

激光雷达、视觉融合、AI算法、模块设计、智能座舱、OTA……在经历了重重探索,每一条技术路线的创新试验后,智能汽车功能终于在“暴力堆料”下堪堪称作“智能”。

层出不穷的探索者们,沿着一个方向狂奔,根本矛盾也临近了爆发点:“搭积木”的技术发展显然已经到了尽头,智能汽车技术变革的奇点却还没出现。

面向未来出行的无数波潮水,究竟会在哪里暗合共流,冲向正确的出口,将最终崭新的未来带到人们面前?

答案还要从智能的原点开始说起。

常常有人说,在我们的未来生活中,智能汽车会成为性能最强的电脑。

这句话的出发点是,对汽车进行智能化改造的原始动机,其实和人类最早发明算盘、计算机、电脑一样,都是为了让机器的计算,通过一定的方法替代人的劳动,创造更好的生活。

电脑提供的基础价值是计算,算力到位了,才有了应用场景和想象的多种可能,并最终延伸到个人移动计算设备,也就是手机;手机提供的基础价值则是连接,作为最贴近人类的网络通讯枢纽,因为有了连接和通讯能力,才有了“算力+想象”的无限可能。

对于智能汽车来说,“算力+连接”之外,另一个关键是“输入、输出”,即感知世界和自主决策的能力,这也是自动驾驶为何会被看作智能化变革核心的原因。

实际上,不同于消费电子领域层出不穷的高性能芯片,在汽车领域,车规级高性能解决方案的背后是经年的投入和更强大的技术积累。

业内普遍认为,要实现L4“入门”级别的自动驾驶,需要的AI算力要大于100TOPS,约等于10台PS5的算力,L5需要的AI算力则高达500-1000TOPS,这还仅仅是入门,如果要实现面向未来的全智能座舱,算力就得更多了。

以长城汽车年内宣布计划量产的第三代自动驾驶计算平台IDC3.0为例,支持其智能驾驶再进一步的关键,就是集成的IBEO的4D全半导体真固态激光雷达,在最远有效距离达300米的情况下,近距离使用高频率的全局快门不断扫描,就像人眼“不断眨眼”进行识别,远距离采用可变焦式纵行扫描。

这种高度仿真的感知背后,意味着每分每秒都在产生大量的数据。这个基础上,再叠加视觉摄像头,以及丰富的智能座舱娱乐需求。“堆盒子”或者简单的“堆算力”显然应付不来,智能汽车需要一组面向不同功能的“服务器”,来应对不同计算需求的均匀负载,并进行系统性管理。

事实上,这正是异构计算的逻辑。从原先的商用计算到消费电子,高通作为异构计算的先驱,最早从2013年起,就开始探索消费电子领域的异构计算经验,在2013年的圣迭戈,时任高通移动计算(QMC)联席总裁Murthy Renduchintala,就坚定做出了异构计算正是面向下一代智能化竞争的关键优势的判断,近十年过去,当在消费电子领域积累的经验来到智能汽车的舞台时,更多的技术和商业可能开始显现。

此次为长城和合作伙伴提供底层支持的,正是Snapdragon Ride平台,是高通针对先进驾驶辅助系统和自动驾驶等智能驾驶场景专门打造的成套解决方案,围绕着连接、高性能、低功耗计算,高通用异构,对想象力实现的无限可能,提供全面的技术支撑。

按照长城披露的信息,采用这套解决方案的长城IDC3.0平台,单板可达360TOPS。这套平台还可以扩展,通过PCI相连接,可以增加到最多4套计算平台,四加速器的AI算力总计可达1440TOPS。

这就在理论性能上,摸到了前文我们提到的L5,也就是“真自动驾驶”算力需求的边缘。后续算法的匹配、功能的接入,甚至现实的不同环境,都会对芯片性能释放的效率提出挑战,毫无疑问,骁龙具备行业领先的异构计算优势,将低功耗、高算力发挥至极致,能够让研发人员们敢于利用Snapdragon Ride探索更高可能性,在完成“从0到1”的实现后,通过剪裁和压缩实现效能的再进一步提升。

通俗一点讲,这种研发方式有点像游戏的开发:用顶级硬件来支持艺术家和创意人员,从而充分释放他们对于故事和玩法的创意,因此才能在“第九艺术”的层面无限探索,在产品成型,技术方案冻结之后,性能优化才紧随其后,尝试用尽可能低的开销和效率来完成目标,这样才能尽可能的让更多人体验到技术进步的魅力。

2、自动驾驶,也需要更多无限想象的艺术家

事实上,无论是像长城这样的整车厂,还是像跟长城在自动驾驶领域紧密合作的毫末智行,自动驾驶领域大量的工程师,不仅具有大胆的想象力,更有通过工程能力将其落地的实力,高通这样的企业,恰恰提供的是工具箱,供他们大胆创造可能。

根据高通的技术思路,围绕“计算+连接”的整套技术生态是高通的产品核心,即高性能低功耗处理器+5G连接能力的组合,而这套思路也助力汽车在向下一代出行终端演进的路线上取得了成功。

这种思路从高通初入汽车市场就可见一斑,20年前,高通作为最早支持汽车智能连接的技术企业,已经围绕着功能化的终端积累了不少经验,而从2016年发布的第二代骁龙座舱平台820A开始,高通逐渐帮助汽车座舱真正踏上智能化和网联化之路。此后,2019年第三代骁龙座舱平台发布,与之搭配的是骁龙4G、5G平台,后者让座舱在拥有卓绝计算能力的同时在连接性能方面更上一层。彼时,高通已经通过近20年的积累,为合作伙伴与汽车制造商提供丰富、系统级的车规级解决方案,构筑了坚实的技术合作体系。

随着智能网联汽车自主化程度的提升,原生的需求也逐渐凸显出来,具备开放、可定制化特性的芯片设计应运而生:Snapdragon Ride平台不仅采用了基于5nm制程工艺的高度可定制化SoC平台,更重要的是,具备针对不同层级车型灵活的可扩展性,包括摄像头感知、传感器融合、驾驶策略、自动泊车等定制需求,都可以得到芯片的原生支持。

而在软件层面,Snapdragon Ride也提供了丰富的兼容性,不仅可以选择传统可靠的安全实时操作系统(RTOS),更可以通过最新的Hypervisor管理程序、经典和自适应汽车开放系统架构(AUTOSAR)解决方案、开放和可编程的安全软件开发套件(SDK),以及高通视觉增强高精定位(VEEP)引擎等软件构架进行扩展,进一步为自动驾驶提供更安全智能的平台应用。

做硬件是为了更好地做软件,在拥有一套性能强大的智能驾驶平台之后,接下来汽车制造商要做的就是通过反复迭代,不断修正来进行量变积累,等待行业质变点。

在这个过程中,高通面向野蛮生长的技术乱象,给出了一个明确的答案:在软件定义汽车的终极目标前,硬件不仅是万物的基础,更是定义产品的起点。通过行业理解和技术能力,高通的芯片不仅为像长城和毫末智行这样的企业提供了业务研发的起点,更重要的是,通过累进迭代,技术成果可以逐渐积累,最终进入一个更广阔的世界。

3、智能网联汽车战略,驱动我国汽车电子市场保持增长

汽车电子是用传感器、微处理器、执行器、电子元器件及其零部件组成的电控系统。其最重要的作用是提高汽车的安全性、舒适性、经济性和娱乐性。按照对汽车行驶性能作用的影响划分,汽车电子产品主要分为车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置。

汽车产业向电动化、智能化、网联化的变革,驱动全球汽车电子市场持续增长。Statista数据表明,2020年全球汽车电子市场规模约为2180亿美元,到2028年有望达到4000多亿美元,增长逾80%,年复合增长8%左右。

随着智能网联汽车被列为国家的重要战略方向之一,汽车电子行业的增长潜力还将得到进一步释放,在我国智能网联汽车战略和国产化替代趋势的双重推动下,预计到2026年我国汽车电子行业的市场规模将增长到1486亿美元。

在政策刺激和5G网络建设带来智能化高附加值产品发展机遇下,传统车企、造车新势力、科技/互联网巨头纷纷入局汽车电子产业,繁荣了我国汽车电子的产业生态。汽车智能传感器、汽车芯片、智能座舱、汽车电控系统、汽车线束及连接器等,成为汽车电子的五大热门细分方向。

与此同时,汽车芯片的数量、类型、性能要求不断提高。据中国汽车芯片产业创新战略联盟发布数据显示,我国汽车芯片2022年市场规模预计可达150亿美元。如何为智能座舱、自动驾驶等新应用场景提供高算力、低功耗芯片,是当下汽车电子提供商亟需解决的问题。

芯动目前已经形成了在带宽和速率上遥遥领先的汽车电子IP解决方案,并验证于200多次流片、60亿颗SoC芯片量产,能够满足汽车芯片的高性能、低功耗、高可靠性等多种需求。

诸如32/56/64G SerDes(PCIe6/5/4、USB4/3.2)、以太网10~112G Ethernet、GDDR6/6X、DDR5/4/LPDDR5/4、HDMI、MIPI等全套IP,满足车载娱乐中控和通信交互汽车芯片在数据传输处理上的高需求;基于十多年的高性能IP和内核优化自主经验,提供汽车MCU处理器以及Retimer/Switch、自动驾驶/智能座舱SoC以及各类连接芯片定制服务,一站式赋能国产汽车智能化。

在当下汽车芯片紧缺以及国产IP替代的趋势下,芯动更以高可靠性、兼具性价比和定制化的全流程解决方案,为汽车芯片市场提供更多更好的选择,助力车用芯片持续稳定地发展。

4、行业向正确的方向集体冲刺,高通恰是铺就跑道的人

环境学上有个概念叫原生演替,指在原生裸地或者原生荒原上进行的演替行为。

汽车智能化的发展,恰如原生演替的开始,当下刚刚从嶙峋的荒原,走向了苔藓丛生的绿意,但要真正成灌木,成森林,最终茂密生机,还有很长的路要走。

但生命的答案是确定的,即百花齐放的生态,才会交织出生命的无限可能,从这个角度看来,智能汽车当下仍然难称满意,并不是发展的上限不足,而是下限还有很长的路要走。

高通这样的企业,恰恰是为蓬勃向上的意志,提供了一个稳定的基础,用可靠的算力和连接能力,如水般滋养各种技术形态的发展,并形成彼此的连接。

在这一点上,人类任何技术体系的进步,都和自然界生生不息的答案,有了相同的呼应。

来源:中泰证券资管,芯智能,虎嗅

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