2023年4月18日,聯(lián)發(fā)科車載領(lǐng)域宣布兩項(xiàng)重大舉動(dòng)。一項(xiàng)是聯(lián)發(fā)科將車載領(lǐng)域芯片系列重新命名為天璣Auto,之前代號(hào)是黃山,天璣系列也是聯(lián)發(fā)科手機(jī)的高端系列;另一項(xiàng)是聯(lián)發(fā)科將推出旗艦車載芯片,艙駕合一,并且采用最先進(jìn)的3納米工藝制造。
聯(lián)發(fā)科的3納米車載旗艦芯片還將包含完整的5G連接能力,這是聯(lián)發(fā)科與高通和英偉達(dá)最大不同,雖然高通也有這個(gè)能力,但高通沒這么做。聯(lián)發(fā)科的5G包括NTN即非地面網(wǎng)絡(luò),這是3GPP R17的一項(xiàng),也就是直接連通衛(wèi)星通訊。非地面網(wǎng)絡(luò)(NTN)技術(shù)能由低軌道衛(wèi)星透過上行(Uplink)與下行(Downlink)傳輸方式讓終端使用者在偏遠(yuǎn)地區(qū)用衛(wèi)星通訊方式進(jìn)行信息雙向傳輸,彌補(bǔ)5G基礎(chǔ)建設(shè)在偏遠(yuǎn)地區(qū)覆蓋率不足狀況。聯(lián)發(fā)科與英國手機(jī)制造商Bullitt Group合作將雙向信息傳輸衛(wèi)星通訊芯片搭載在手機(jī)中,未來聯(lián)發(fā)科車載芯片也將具備這個(gè)功能。聯(lián)發(fā)科5G還包括RedCap,可以看做是物聯(lián)網(wǎng)的輕量化5G,成本比較低,有可能推動(dòng)V2X的發(fā)展,當(dāng)然標(biāo)準(zhǔn)的5G V2X也有。除此之外,最先進(jìn)的WiFi7和藍(lán)牙6.0也少不了。
與英偉達(dá)的Thor及高通的SA8795一樣,聯(lián)發(fā)科的旗艦車載芯片也是基于中央服務(wù)器Zonal架構(gòu)設(shè)計(jì),即依托車載以太網(wǎng)做骨干,所有的運(yùn)算都集中在一個(gè)或兩個(gè)中央服務(wù)器芯片上處理。
Zonal架構(gòu)實(shí)際上就是車輛計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)化為PC架構(gòu),即所有的運(yùn)算都由一顆或兩顆CPU完成,所有的應(yīng)用都由CPU來執(zhí)行,或許再加一片GPU/AI加速器。外設(shè)與接口基本固定,底層軟件系統(tǒng)也固定,底層系統(tǒng)對(duì)程序員來說幾乎完全透明,程序員只需要開發(fā)具體應(yīng)用,就像現(xiàn)在的PC都是基于Windows系統(tǒng)+CPU一樣,真正的軟件定義汽車。
Zonal架構(gòu)是汽車電子架構(gòu)的終極形態(tài),就像電腦自2000年后就已經(jīng)完全定型。進(jìn)入Zonal時(shí)代,這些電腦或服務(wù)器代工廠可以無縫切入車載運(yùn)算系統(tǒng)代工,沒有任何障礙,二者的技術(shù)需求完全一致,并且PC廠家更擅長大算力系統(tǒng),算力越大,PC廠家優(yōu)勢(shì)越明顯,因?yàn)樗鼈冊(cè)缫颜莆樟朔?wù)器的技術(shù),水冷更加擅長。
聯(lián)發(fā)科車機(jī)客戶主要有長安汽車、吉利汽車、上汽大通、東風(fēng)汽車、上汽通用五菱、億咖通、滴滴出行和順豐。聯(lián)發(fā)科有一個(gè)特別強(qiáng)的合作伙伴,深圳掌銳。掌銳助力吉利E01(MT8665)平臺(tái),研發(fā)兩班倒,項(xiàng)目從KO到量產(chǎn)半年以內(nèi)完成;也助力長安iCAR平臺(tái),全新平臺(tái)項(xiàng)目從KO到量產(chǎn)一年以內(nèi)完成。目前,聯(lián)發(fā)科主推MT8666和MT8675。
更先進(jìn)的是MT2715,估計(jì)也采用了7納米工藝,有三個(gè)版本:高配版4x A78 @1.6G,4x A55 cores @1.4G;中配3x A78 @ 1.4G, 4x A55 @ 1.2G;低配2x A78 @ 1.4G,4x A55 @ 1.2G。
GPU還是不花太多成本,Mali-G57 MC5,僅有281G FLOPS (FP32) 。AI算力未知。
聯(lián)發(fā)科的黃山系列出貨量已超千萬片,自2022年伊始,聯(lián)發(fā)科開始對(duì)車載領(lǐng)域越來越重視,并且聯(lián)發(fā)科延續(xù)手機(jī)領(lǐng)域?qū)垢咄ǖ霓k法,就是比高通在制造工藝上領(lǐng)先,例如聯(lián)發(fā)科在天璣9000上首次使用4納米工藝,一段時(shí)間內(nèi)超越了高通旗艦性能。車載領(lǐng)域也如法炮制,聯(lián)發(fā)科2023年將推出兩款4納米工藝車載芯片,這也是全球首個(gè)4納米車規(guī)芯片,高端型號(hào)是MT8676,低端型號(hào)為MT8673。
聯(lián)發(fā)科與高通相比,最大的差距在GPU和AI上,高通SA8155P的GPU算力是1142GFLOPs,SA8295P是3000GFLOPs。這是因?yàn)镚PU最耗費(fèi)成本,聯(lián)發(fā)科主打的就是高性價(jià)比,因此GPU算力一向不高。AI算力提升較容易,聯(lián)發(fā)科天璣9200使用的APU 690有30TOPS@INT8的算力,SA8295P也是30TOPS@INT8,不過SA8295P的30TOPS是包含了CPU、GPU、DSP和HTP的。聯(lián)發(fā)科未公布MT8676的任何信息,只能大概推測(cè),MT8676挑戰(zhàn)目標(biāo)可能是SA8295P,MT8676很大可能是聯(lián)發(fā)科天璣9000的車載版。
MT8676可能采用4個(gè)Cortex-x2加4個(gè)Cortex-A510,這樣在CPU算力上可以超越SA8295P;GPU方面,聯(lián)發(fā)科一向節(jié)約,估計(jì)會(huì)是MALI-G710 MC10或MC16,頻率可能會(huì)比手機(jī)高一些,估計(jì)是800-900MHz,算力大約1200-1500GFLOPs之間;APU或者說NPU用5代,算力估計(jì)是18-22TOPS之間,5G Modem、WiFi、藍(lán)牙、GPS都會(huì)集成進(jìn)去,性價(jià)比較SA8295P要高不少。
車載與手機(jī)最大區(qū)別是手機(jī)更看重單核性能,而車載更看重多核性能。早期手機(jī)也是看重多核性能,隨著短視頻和手機(jī)游戲的爆發(fā),大部分人都是抱著手機(jī)劃來劃去幾個(gè)小時(shí),這時(shí)候單核性能重要性就凸顯了,手機(jī)從4大核加4小核改變?yōu)榻裉斓?個(gè)超大核?+ 3個(gè)大核?+ 4個(gè)小核。手機(jī)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)在車載領(lǐng)域顯得有些不合時(shí)宜了。高通從第四代起手機(jī)和車載基本分家,車載和筆記本電腦用CPU高度重合,電腦也是更看重多核性能。
未來聯(lián)發(fā)科的3納米芯片會(huì)是怎樣的設(shè)計(jì),不妨做個(gè)大膽的推測(cè)。ARM的超大核不太適合車載,性價(jià)比偏低,并且ARM依仗自己的霸主地位,持續(xù)擠牙膏,留了足夠的升級(jí)空間。聯(lián)發(fā)科可能會(huì)和英偉達(dá)一樣選擇ARM的服務(wù)器系列Neoverse,服務(wù)器領(lǐng)域ARM要挑戰(zhàn)x86,必須全力以赴,不能擠牙膏。
Neoverse系列分V、N和E三條產(chǎn)品線。其中,V主打高性能,N注重平衡效率與性能,E為高效率。英偉達(dá)的Thor選擇V2平臺(tái)做CPU。
執(zhí)行端關(guān)鍵的參數(shù)是發(fā)射寬度Issue Width,目前最寬的是ARM的V1,多達(dá)15位,寬度越寬,ALU和FPU數(shù)量可以越多。通常ALU是4個(gè),整數(shù)運(yùn)算單元4個(gè)就夠。V1有4個(gè)ALU,4個(gè)針對(duì)浮點(diǎn)的NEON,其中包含兩個(gè)SVE。還有3個(gè)Load加載,2個(gè)寫入Store。還有兩個(gè)分支針對(duì)特定計(jì)算類型。影響CPU算力最關(guān)鍵的參數(shù)是Decode Wide譯碼寬度,譯碼寬度可簡單等同于每周期指令數(shù)量即IPC,即每個(gè)周期完成多少個(gè)指令。
最新的Cortex-X3則是6位。
這里也能看出X2相對(duì)X1提升很少。
GPU方面,聯(lián)發(fā)科可能采用和天璣9200一樣的MALI G715。
Immortalis-G715、Mali-G715和Mali-G615都采用第四代Valhall體系結(jié)構(gòu),它們之間的差異只是著色器的配置和計(jì)算單元數(shù)量不同。其中Immortalis-G715定位旗艦,也是家族唯一硬件支持光線追蹤技術(shù)的GPU IP,最多可以搭配16個(gè)RTU,可選10~16個(gè)計(jì)算單元。
天璣9200用了11個(gè)Immortalis-G715,650MHz下達(dá)到2000 GFLOPS的算力,如果16個(gè)Immortalis-G715,再配合750MHz的頻率,GPU算力可達(dá)3.2TFLOPS,這個(gè)算力足以超過SA8295P和SA8795P,當(dāng)然和英偉達(dá)的GPU算力還是沒法比。
聯(lián)發(fā)科的第六代APU,和高通的DSP一樣,支持混合精度計(jì)算,也支持定點(diǎn)和浮點(diǎn)運(yùn)算。
NPU或者說AI是門檻最低的,對(duì)聯(lián)發(fā)科來說易如反掌,聯(lián)發(fā)科只需要將APU 690的數(shù)量增加一個(gè),整體AI算力就能超過60TOPS,這個(gè)數(shù)值足以超過高通的SA8795P,和英偉達(dá)的2000TOPS當(dāng)然是沒法比,不過解決辦法很簡單,外掛一個(gè)單獨(dú)的AI加速器即可,AI加速器門檻很低。
鹿死誰手,讓我們拭目以待吧!