18张图片“透析”特斯拉自动驾驶芯片和计算架构

不管特斯拉的Autopilot是否存在这样那样的安全风险,这家激进的自动驾驶推动者,在很多方面的确仍是全球汽车制造商中从ADAS到自动驾驶“演进”技术创新的引领者。

作者 / 技术布道 出品 / 公众号“高工智能汽车”(ID:GGAI-AV)

特斯拉CEO埃隆·马斯克对这款自主研发的新芯片“寄予厚望”。他声称,如果软件能够迎头赶上,它将拥有足够的能力最终实现全自动驾驶。升级后的FSD计算平台包括两个冗余的新芯片。尽管功能强大得多,但该公司表示,新芯片的成本比之前的“HW2+”硬件低20%。

特斯拉表示,自今年3月以来,所有新款Model S和Model X都安装了这款新芯片,4月以来,所有新款Model 3也已经开始安装。而老款车的改装更新将可能从今年底开始。

如果特斯拉能够按照计划时间点在今年底或者明年初正式释放相应的软件功能,这意味着其在全自动驾驶的量产上领先其他竞争3-4年时间。

而目前,英伟达的自动驾驶芯片产品线中有三款专注于自动驾驶:Xavier(量产)、Pegasus(准备量产)和Orin(仍在等待官方宣布)。

特斯拉的FSD芯片与Pegasus相当,然后后者整个计算平台的芯片数量是特斯拉的两倍,功耗是其7倍之多。同时,英伟达的芯片考虑到为不同的客户提供,功能无法过于简化。

相比而言,特斯拉则可以基于定制化的芯片和软件,实现更高效的处理性能。对于整个自动驾驶行业来说,特斯拉提高了自动驾驶汽车的门槛。

近日,特斯拉自动驾驶芯片的研发负责人在公开场合披露了这款芯片及整合FSD计算平台的创新,简单、强大、高效是三个关键词。

100W是车载自动驾驶芯片的功耗极限,散热是有限的(不管是风冷还是水冷),降低功耗是这个平台的关键。而对于特斯拉自动驾驶系统的工作负载来说,50TOPs是最低要求。

控制流程对性能和功率非常重要,大部分的功耗都花在移动指令和数据上,特斯拉的计算架构消除了DRAM读/写,尽量减少SRAM读数,优化的MAC开关电源。同时,为了便于推断,当完成一个图层时,它可以被销毁而不是保存。

双冗余SoCs,主要是为了安全而设计的。同时搭载两个神经网络加速器,双NNA,每个是96×96 MACs,每个NNA可以做到36.8TOPs(INT8)。这是物理设计、面积设计、物理设计的最佳点。

所有信息都将发送到两个SoCs,两者都可以独立处理,两个SoC提出决策规划,并进行比较,当达成一致时,由主系统采取行动,并由系统SoC进行验证。

此外,冗余还体现在冗余电源、使用冗余路径的摄像头供电,四个摄像头在蓝色电源上,四个在绿色电源上。特斯拉最近还提交了一项名为“高速布线系统架构”的专利申请,该专利解决了其全自动驾驶(FSD)套件的一个重要方面:冗余。这改变了过去大家谈冗余,更多只是传感器、芯片等单一硬件的局限视野。

传统的计算机布线系统在通信中通常没有冗余。单个设备连接到一个中心点(如处理器),每个设备通过某种电缆从该点单独接收通信。如果其中一个连接失败,与设备的通信就会失败,而在自动驾驶的情况下,这可能意味着完全的系统故障。简单地添加更多的备份电缆也不是一个很好的解决方案。

更多的电线意味着更多的连接点,意味着更大的电路板,而更大的电路板意味着更高的制造成本。该高速布线结构包括双向主缆,形成与处理器之间的循环;沿着主干是连接的设备,其内部有与一个或多个摄像机和/或雷达相关联的集线器。主干网可以作为两个单独的循环工作,这意味着如果主干网的一个部分发生故障,由于双环容量,所有设备和集线器的数据仍然可以发送到处理器和从处理器。

新体系结构相对于传统系统的特殊优势在于,设备中的每个集线器也通过主干以串行或并行方式连接到其他集线器。如果设备中的一个集线器发生故障,其他集线器仍然可以传输到主干,从而传输到处理器。而在传统的系统中,如果一根电缆连接/从一个设备上断开,所有连接/从设备内的雷达和摄像机的通信就会失效。

(以下是本次展示的部分PPT内容),看完这些,可以感受到,做一款定制芯片难,要让汽车制造商或者Tier1用好芯片更难。

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