智東西（公眾號：zhidxcom）
文 | 韋世瑋 心緣
智東(dong)西(xi)8月30日消息。今天，AI芯(xin)片獨角獸地(di)平線發布(bu)國內(nei)首(shou)款已量(liang)產車規級邊緣AI視(shi)覺芯(xin)片——征(zheng)程(cheng)2.0。
該芯片等效算力超過4TOPS，典型功耗僅為2W，采用地平線(xian)二代BPU架構，達到車(che)規級(ji)AEC-Q100標(biao)(biao)準(zhun)，能夠實現多(duo)類AI任務處理(li)，并對多(duo)類目標(biao)(biao)實時監測和精準(zhun)識別。
據悉，該芯片早在今(jin)年年初已成功流片，并在正式量產前完成了芯片的功能性和穩定性測試(shi)(shi)，以(yi)及系統軟件開發和穩定性調試(shi)(shi)。
基于征程2.0，地平線推出了面向ADAS市場的征程二代視覺感知方案，同時發布了將于明年正式上市的全新Matrix自動駕駛計算平臺。
此(ci)外，地平(ping)線(xian)還在現場(chang)揭示(shi)了其車規級AI處理(li)器的Roadmap發展路線(xian)圖。
據地(di)平(ping)線(xian)創始(shi)人&CEO余(yu)凱(kai)介紹，當前(qian)地(di)平(ping)線(xian)基(ji)于征程2.0的計算平(ping)臺，算力(li)達(da)16TOPS，整個(ge)系統功耗(hao)僅20瓦。
明(ming)年，地(di)平線目(mu)標推出(chu)面向(xiang)L4/L5 征(zheng)程3.0芯片，整個計算(suan)能(neng)力達到(dao)192TOPS，功耗(hao)僅(jin)48瓦，實際車載計算(suan)算(suan)力將是(shi)特斯拉自動駕駛平臺的三(san)倍。
余凱說，到(dao)2025年，地平(ping)(ping)線要推(tui)動車載AI計(ji)算(suan)平(ping)(ping)臺達到(dao)達到(dao)1000TOPS，這是一個(ge)標志性(xing)的象征。
這是因為，車載人(ren)工智能計(ji)算(suan)(suan)1000TOPS算(suan)(suan)力(li)達到人(ren)類大(da)腦(nao)的算(suan)(suan)力(li)。他認為，真正實現無人(ren)駕駛，所(suo)要求的車載AI處理器(qi)必須是超(chao)級計(ji)算(suan)(suan)機(ji)，它的算(suan)(suan)力(li)規模應該是1000TOPS。
一、等效算力超4 TOPS，典型功耗僅為2W
征(zheng)程2.0芯片現已(yi)量產(chan)，集(ji)成(cheng)了雙(shuang)核(he)Arm Cortex A53，以(yi)及自研的雙(shuang)核(he)地(di)平線二代BPU架(jia)構，達(da)到(dao)車規(gui)級AEC-Q100標準。
性能方(fang)面(mian)，其(qi)等效算力超過(guo)4 TOPS，采用17mm*17mm的BGA388封(feng)裝工(gong)藝，以及28HPC+低功(gong)耗CMOS工(gong)藝，其(qi)典型功(gong)耗僅為2W。
另(ling)外，該芯片(pian)最大輸入分(fen)別率為4K，支持雙(shuang)路視(shi)頻輸入。
地(di)平線創始人&CEO余凱表(biao)示，征程2.0的推出(chu)對(dui)自動(dong)駕駛領(ling)域技術的多(duo)元化發展具有重要意(yi)義。
一方面，它不僅能夠處理多(duo)類AI任(ren)務，對多(duo)類目標進行實時檢測和(he)精(jing)準識別(bie)。
另一方面，它支持主流深度學習框(kuang)架，還能(neng)夠滿足自動駕駛的(de)視覺感知、視覺建(jian)圖定位、視覺ADAS等多種自動駕駛場景(jing)的(de)需求。
同時，基于自身BPU架構的優勢(shi)和(he)靈活性，征程2.0還可以實現人機交互功能，例如語音識(shi)別、眼球(qiu)跟蹤和(he)手勢(shi)識(shi)別等，進(jin)一步(bu)提升汽(qi)車智能化。
二、征程2.0的四大優勢
余凱還(huan)為大(da)家介紹(shao)了征程(cheng)2.0的主要優(you)勢，具體表現在以下4個方面：
1、高算力利用率
其典型(xing)算法(fa)模型(xing)在征程2.0芯片上處(chu)理器的利用(yong)率(lv)可高于90%。
2、算力有效性
配合高(gao)效的(de)算(suan)法，征程2.0的(de)每TOPS算(suan)力(li)可(ke)以處(chu)理的(de)幀(zhen)數可(ke)以達到(dao)同等算(suan)力(li)GPU的(de)10倍以上。
3、感知可靠性
征程2.0識別(bie)精(jing)確度大于(yu)99%，延遲低于(yu)100毫(hao)秒；
4、感知豐富性
征(zheng)程2.0能(neng)夠支持多任務(wu)人工智(zhi)能(neng)計算(suan)，實現像素級語(yu)義分(fen)(fen)割，2瓦功耗的處(chu)理器可(ke)以(yi)跑語(yu)義分(fen)(fen)割、檢(jian)測、分(fen)(fen)類、跟蹤等很多任務(wu)，可(ke)識別(bie)(bie)超過(guo)(guo)60個類別(bie)(bie)的目標，單(dan)幀(zhen)目標識別(bie)(bie)數量超過(guo)(guo)2000個。
自(zi)征(zheng)程(cheng)2.0流片后(hou)，它在視覺(jue)感知(zhi)輔助駕駛、高級(ji)別自(zi)動駕駛、眾包高精地圖與定位和智能人機交互這四(si)大智能駕駛應用(yong)場景，已獲得一定的成就和突破。
地(di)平(ping)線憑借征程2.0車(che)規(gui)級AI芯片，已獲得(de)來自(zi)5個國家的(de)客戶(hu)的(de)前裝(zhuang)定點項目(mu)，為產品的(de)大規(gui)模商業化(hua)落地(di)打(da)下基(ji)礎。
三、配備AI芯片工具鏈，Matrix平臺再升級
基(ji)于征(zheng)程2.0芯片(pian)，地(di)平線還提(ti)供一套完整(zheng)的(de)AI芯片(pian)工具鏈(lian)，名為地(di)平線“天工開物”（Horizon OpenExplorer）。
這(zhe)是一套支持訓練和預測的全(quan)棧工具鏈，能通過自動化編譯優化，從(cong)而高(gao)效地使用算力，幫客(ke)戶更快面向(xiang)實際場景，完成(cheng)AI應用的開發。
“天工開物”包(bao)含(han)模型(xing)結構檢查器(qi)(qi)、性能(neng)分析(xi)器(qi)(qi)、模型(xing)編(bian)譯器(qi)(qi)和(he)模擬器(qi)(qi)等(deng)工具，并配備和(he)模型(xing)、性能(neng)、產(chan)品(pin)方案相關(guan)的諸多(duo)例子(zi)，如精度(du)測試、模型(xing)訓練、關(guan)鍵芯片模塊參考和(he)視頻/圖(tu)片回灌(guan)參考等(deng)，以幫(bang)助客戶加快(kuai)產(chan)品(pin)落地(di)的進程(cheng)。
除了軟件工具包外，地平線還推出了基于征程2.0，推出了面向ADAS市場的征程二代視覺感知方案，和將于明年正式上市的全新Matrix自動駕駛計算平臺。
征(zheng)程2.0視覺感(gan)知(zhi)解決方案，可在低于(yu)100毫(hao)秒的延遲下，實現多達(da)24大類的物體檢測(ce)以及(ji)上百種的物體識(shi)別，每幀高達(da)60個目標及(ji)其特(te)征(zheng)的準確感(gan)知(zhi)與輸出。
據悉，其車輛及行人(ren)測距測速誤差均優(you)于國際同等(deng)主流(liu)方案。
另(ling)外，針對(dui)(dui)國內市(shi)場(chang)的(de)特點，該方案(an)還專門(men)針對(dui)(dui)中國道(dao)(dao)路和(he)場(chang)景進行(xing)了優(you)化，如(ru)特殊(shu)車道(dao)(dao)線、紅綠燈倒計時檢測(ce)、車輛突然斜向插入(ru)等。
相比(bi)上一代Matrix，Matrix 2.0在(zai)算力提(ti)升高達16倍的同(tong)時(shi)，功耗(hao)僅為(wei)原來的2/3。
它同時可支持高達800萬像素、12路(lu)4K高清視頻的(de)輸(shu)入，能實現10類車(che)型(xing)分(fen)類與車(che)燈檢測、6類車(che)道(dao)線檢測、行人與騎車(che)人速度朝(chao)向預(yu)測，且行人檢測距(ju)離(li)達100米，延時低于(yu)(yu)60毫(hao)秒，功耗也低于(yu)(yu)22W。
在商(shang)(shang)業化(hua)應用落地上(shang)，Matrix 2.0面(mian)向無(wu)人(ren)低速(su)小車、自動駕駛運營車隊以及商(shang)(shang)用車/干線物流，進(jin)一步滿足不同國家、不同場景的自動駕駛需求(qiu)。
余凱稱，其Matrix自(zi)動駕駛的(de)(de)計算平(ping)臺目前是世界上(shang)面出貨量最大的(de)(de)兩(liang)個(ge)車載計算平(ping)臺之一(yi)。
地平線去年已(yi)向國(guo)外用戶交付(fu)百臺(tai)自(zi)動(dong)駕駛車載計(ji)算平臺(tai)，今年又簽下了上千臺(tai)的自(zi)動(dong)駕駛計(ji)算平臺(tai)的訂單(dan)。
余凱還(huan)表示，地平(ping)線明年將(jiang)發布基于征程3.0的Matrix自動(dong)駕駛計算平(ping)臺，其算力將(jiang)高達(da)192 TOPS，功(gong)耗為48W，擁有芯(xin)片(pian)級(ji)功(gong)能安(an)全，比特斯(si)拉自動(dong)駕駛平(ping)臺的算力更高、功(gong)耗也更低。
據他介紹(shao)，特斯拉的自動駕(jia)駛平(ping)臺算力是(shi)144TOPS，但它的芯(xin)片不(bu)帶單(dan)芯(xin)片級功能安全等級，是(shi)兩款芯(xin)片所導致的冗余，實際能夠真正用于車(che)載計(ji)算的算力只有一半，即72TOPS。
而地平線(xian)是征程三代處理器帶芯片級的功能安全(quan)，單芯片上面提供足夠的冗余設(she)計(ji)，192TOPS全(quan)部可用(yong)于做計(ji)算(suan)，算(suan)力將近是特斯拉車載計(ji)算(suan)平臺(tai)的3倍。
四、征程系列發展路線圖全披露
現場，地平(ping)線(xian)也揭示了征(zheng)程系(xi)列(lie)車規(gui)級AI處理器的Roadmap發展(zhan)路(lu)線(xian)圖。
明年(nian)，地平線將發布16nm的J2A。
地平線的(de)第三代車規(gui)(gui)級AI處理器(qi)J3，性(xing)能達到預(yu)控制級L3，符(fu)合(he)功能安(an)(an)全(quan)車規(gui)(gui)級，除(chu)了滿足(zu)可靠性(xing)AEC-Q100，還符(fu)合(he)功能安(an)(an)全(quan)，芯片達到ACILB，系統達到ACILD，并有保密價值加密機制，整體提供了安(an)(an)全(quan)可靠的(de)芯片為自動駕駛護航。
J3將基于BPU三代架構(gou)，協同CPU、CV等形成異構(gou)計算，在智能駕駛(shi)場景(jing)下(xia)達(da)到最(zui)優。其整個(ge)SoC支持多達(da)8路(lu)以上的(de)視頻輸入，并支持4K，地平線會將包括數據通路(lu)在內(nei)的(de)整個(ge)架構(gou)做優化，最(zui)后達(da)到一個(ge)極好的(de)效果。
之后，地平線(xian)還會推出J3 max，目前已在規劃中，可能(neng)采用7nm等(deng)更先進工(gong)藝，針對L4、L4+高(gao)性(xing)能(neng)車規級(ji)(ji)處理(li)器，可支持多達(da)12路，算力達(da)100TOPS，功耗目標是25瓦，芯片等(deng)級(ji)(ji)達(da)C或D。
五、車規級芯片設計的兩大挑戰
相比消費(fei)電子類產品中的芯(xin)片，車規級芯(xin)片設計通常(chang)面臨(lin)兩大挑(tiao)戰(zhan)。
1、對性能質量要求高
面(mian)對(dui)(dui)海量計(ji)算和(he)復雜場景，車規(gui)級芯片對(dui)(dui)安全性、可(ke)靠性、穩定(ding)性有(you)極高(gao)要求。
由于汽車在運(yun)動環(huan)境(jing)中(zhong)工作，可能(neng)遇到更多(duo)振動和(he)沖擊，這要(yao)求芯片(pian)有(you)更強(qiang)的抗震(zhen)能(neng)力(li)，能(neng)應對(dui)各(ge)種(zhong)極端惡劣(lie)的環(huan)境(jing)或突發情況。
相比消費類(lei)電子，汽車可適應(ying)的溫度范(fan)圍更廣，但對(dui)故障(zhang)的容(rong)忍度為0，毫(hao)秒級延(yan)時都(dou)有可能攸關生死。
因此，車規級芯片(pian)在可靠(kao)性、質(zhi)量系(xi)統和安全系(xi)統，都(dou)必(bi)須達(da)到相(xiang)應的車規級標準。
另外，車載(zai)(zai)環(huan)境(jing)下，數(shu)據的(de)吞吐非常大，所以需(xu)要高效(xiao)的(de)計算帶來的(de)功耗，新能源車很燒電(dian)車，在(zai)封閉(bi)環(huan)境(jing)中散熱效(xiao)果也不好，車載(zai)(zai)環(huan)境(jing)對能耗效(xiao)率的(de)要求又很高。
2、投入高、周期長、難度大
車規級芯片對協同全產業鏈(lian)的綜合能(neng)力要求高，開發周(zhou)期長，難(nan)度高。
海量計算(suan)(suan)必然(ran)需求一個非常龐(pang)大(da)強悍的計算(suan)(suan)平(ping)(ping)臺資源，這樣的一個計算(suan)(suan)平(ping)(ping)臺資源帶來很高的成本。
整個車規(gui)級(ji)AI芯片從研發(fa)到(dao)產品導入(ru)，開發(fa)周期非常久。
設(she)計流片需18-24個(ge)月(yue)(yue)，通過車(che)規級認證系統方(fang)案開(kai)發又要12-18個(ge)月(yue)(yue)，后(hou)續(xu)還將面臨(lin)24-36個(ge)月(yue)(yue)的(de)整車(che)集成和(he)測試驗證，再到最后(hou)的(de)量(liang)產部(bu)署和(he)迭代提升(sheng)，總計耗時至(zhi)少5-7年。
六、余凱：軟件將占整車成本更大比例
余(yu)凱認為，車載的計(ji)算會從(cong)今(jin)天一個(ge)分(fen)布式(shi)ECU架構，慢慢會演進到(dao)域控(kong)制器，最終(zhong)演變(bian)到(dao)中(zhong)央計(ji)算機。
分布(bu)式ECU是多個(ge)小處理器(qi)分別處理一些小任務，車的整個(ge)性能是主體，而域(yu)控制器(qi)會(hui)把汽車運算出來分成(cheng)幾個(ge)域(yu)。
這時，汽車已經(jing)開始展現了(le)四個輪子上面的超級計算(suan)機：越來越多是數據、決策、人(ren)機交互、以及(ji)人(ren)在體驗數字下(xia)面的便捷(jie)性。
余(yu)凱說，大概到2025年前后，汽車會展現出(chu)跟今天(tian)人們理解(jie)的PC還有移動產業(ye)發展格局(ju)的本質屬性(xing)，會變成四個輪子上面超級計算機。
這種域控(kong)制器會(hui)往中央(yang)計算單(dan)元去發(fa)展。其(qi)中汽車整車的成本結構里面會(hui)發(fa)生(sheng)翻天覆地的變化(hua)。
“以(yi)前(qian)硬件(jian)是整車(che)結構(gou)最(zui)(zui)重要(yao)的(de)，2025年甚至越到未來，你會發現這(zhe)里面的(de)計算平臺，以(yi)及軟件(jian)是整車(che)成本里面最(zui)(zui)重要(yao)、占比(bi)最(zui)(zui)大的(de)。”余凱表示。
余凱表示，自動駕(jia)駛的(de)落地時(shi)間比(bi)預期晚到(dao)(dao)，到(dao)(dao)2024年(nian)L4能(neng)否實現量產可能(neng)存(cun)在變數，當前(qian)主(zhu)流的(de)智能(neng)駕(jia)駛仍以(yi)L2、L2+的(de)自動駕(jia)駛能(neng)力為主(zhu)。
結語：地平線的自動駕駛商業化成績單
在征程2.0宣布(bu)量產之際，地平線也對外展示了其智能駕(jia)駛商(shang)業化的成績單。
目前，地平線已獲得美、德、中、日全球四(si)大主流(liu)汽車市(shi)場的重量級客戶，同奧迪、博(bo)世、上汽、廣汽、長安、比亞迪等(deng)國內外頂級Tier1和(he)汽車廠商，以(yi)及禾賽科技(ji)、高新(xin)興、首汽約車、SK電訊等(deng)科技(ji)公司及出行(xing)服務商達成(cheng)戰略合作(zuo)。
在后(hou)裝市場，地平(ping)線已同(tong)包括首汽約車、SK電訊在內的多家國內外知名出行服(fu)務商(shang)、運營(ying)商(shang)達成合作(zuo)。
基于其AI芯(xin)片及算(suan)法(fa)，地(di)平線(xian)將為這些合作伙伴提(ti)供(gong)助(zhu)駕駛（ADAS)、車內多模交互、高精地(di)圖建圖與(yu)定位等(deng)一系列智(zhi)能化解決方案(an)，并已實現(xian)批量(liang)部(bu)署，預計未來兩三年內能夠(gou)部(bu)署上千(qian)萬輛汽(qi)車。
另外，地(di)平線AI芯片及解決方案(an)Matrix也和國內外自動駕(jia)駛(shi)廠商、Robotaxi運(yun)營車隊建立合作(zuo)，目前已(yi)在(zai)海內外賦能上(shang)千輛L4級別的自動駕(jia)駛(shi)車輛。
據悉(xi)，Matrix已成為全球(qiu)L4自動駕駛(shi)計算(suan)平(ping)臺的明星產品，未來兩三年將(jiang)有望到達萬級規模的出貨。
車(che)規(gui)級芯片成功流片后，地平線已在高級別(bie)自動駕駛、輔(fu)助駕駛（ADAS）、多(duo)模交(jiao)互等方(fang)向斬(zhan)獲多(duo)達5個國家的(de)客(ke)戶的(de)前(qian)裝定點，并(bing)有望于明(ming)年(nian)上半年(nian)獲得雙(shuang)位(wei)數的(de)前(qian)裝車(che)型定點。
率先(xian)搭載地平線車規(gui)級AI芯片及(ji)解決方案的量產(chan)車型最早將于明(ming)年年初上市(shi)。
由于前(qian)裝(zhuang)(zhuang)市(shi)場的高準入門檻，前(qian)裝(zhuang)(zhuang)定點及量產被(bei)視為(wei)評(ping)判(pan)車規級AI芯片大(da)規模商業化能(neng)力(li)的首要(yao)指(zhi)標。
地平線副總(zong)裁、智能駕駛產品線總(zong)經理張(zhang)玉峰表示，征程(cheng)芯片兩年內將有(you)百(bai)萬(wan)量級的前裝裝車量，五年內則有(you)望完成千萬(wan)量級的目(mu)標。
