英偉達(dá)Orin一旦「有事」，國產(chǎn)自動(dòng)駕駛芯片誰能替代？

賈浩楠 發(fā)自 副駕寺

智能車參考 | 公眾號 AI4Auto

自動(dòng)駕駛會(huì)有被“釜底抽薪”的風(fēng)險(xiǎn)嗎？

“釜”，是AI技術(shù)迭代、智能汽車能力進(jìn)化。

“薪”，則是底層最基礎(chǔ)的高性能AI芯片。

更直白地說，就是目前英偉達(dá)統(tǒng)治自動(dòng)駕駛芯片市場的Orin。

高端GPU的變故出現(xiàn)后，“誰能替代英偉達(dá)Orin”，成了眼下必須關(guān)注的問題。

英偉達(dá)Orin，真就這么關(guān)鍵？

目前來看，英偉達(dá)Orin無論在技術(shù)先進(jìn)性、性能指標(biāo)，還是量產(chǎn)交付能力，的確是獨(dú)一份。

從性能上來看，Orin采用7納米工藝，由Ampere架構(gòu)的GPU，ARM Hercules CPU，第二代深度學(xué)習(xí)加速器DLA、第二代視覺加速器PVA、視頻編解碼器、寬動(dòng)態(tài)范圍的ISP組成。

同時(shí)引入了車規(guī)級的安全島Safety Island設(shè)計(jì)。

Orin支持204GB/s的內(nèi)存帶寬和最高64GB的DRAM，高速I/O接口與上一代Xavier SoC的接口兼容，可實(shí)現(xiàn)275TOPS的INT8算力，是Xavier的7倍，功耗55W。

從技術(shù)上來看，Orin采用的硬件配置，與前代最大不同在于引入Tensor Core，支持稀疏計(jì)算（170 TOPS）， 這是一種細(xì)粒度的計(jì)算結(jié)構(gòu)，可以使吞吐量翻倍并減少內(nèi)存使用量。

另外，在深度學(xué)習(xí)加速、內(nèi)存和通訊、CPU性能等等指標(biāo)上，都比前一代提高1-2倍。

軟件方面，英偉達(dá)提供軟件開發(fā)工具包SDK（Software Development Kit）。

主要是板級支持包 (BSP)，包括了引導(dǎo)程序Bootloader、Linux內(nèi)核、驅(qū)動(dòng)程序Driver、工具鏈Tool chain和基于Ubuntu的參考文件系統(tǒng)，BSP也支持各種安全功能（安全啟動(dòng)、可信執(zhí)行環(huán)境、磁盤和內(nèi)存加密等）。

在BSP之上，有多個(gè)用于加速應(yīng)用程序的用戶級庫，包括深度學(xué)習(xí)加速庫（CUDA、CuDNN、Tensor RT），加速計(jì)算庫（cuBLAS、cuFTT），計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理庫（VPI），多媒體和相機(jī)庫（libArgus 和 v4l2）。

有實(shí)力自研的企業(yè)可能不一定用到英偉達(dá)提供的開發(fā)工具，但這說明了英偉達(dá)Orin的高度開放和自定義特性。

在量產(chǎn)交付層面，英偉達(dá)Orin已經(jīng)開始向主機(jī)廠、自動(dòng)駕駛公司穩(wěn)定交付。

目前上市的搭載Orin芯片的車型，包括蔚來ET7、ES7（搭載4塊英偉達(dá)Orin），后續(xù)包括幾乎所有瞄準(zhǔn)高階輔助駕駛的車型。

比如小鵬G9、集度、威馬、智己、理想L9等等。

自動(dòng)駕駛公司，尤其是聚焦L4的玩家，無論是測試開發(fā)、商業(yè)落地，幾乎都繞不開由英偉達(dá)Orin支撐的底層計(jì)算平臺。

所以英偉達(dá)Orin的重要性，目前幾乎難以替代：所有量產(chǎn)自動(dòng)駕駛芯片中，Orin單片算力最高、技術(shù)最領(lǐng)先、量產(chǎn)節(jié)奏最快。

地表最強(qiáng)，車企瘋搶。

而Orin一旦有事，該怎么辦？

誰能替代英偉達(dá)Orin

英偉達(dá)統(tǒng)治自動(dòng)駕駛芯片市場，除了有在GPU領(lǐng)域深厚的技術(shù)實(shí)力積累外，另外一個(gè)主要原因就是入局早。

2015年，英偉達(dá)就推出了第一款面向自動(dòng)駕駛的芯片PX。

但后來者也并非不是沒有機(jī)會(huì)。事實(shí)上，一些可替代英偉達(dá)的選項(xiàng)，已經(jīng)逐漸浮出水面。

可能替代，但不是完全可能

這里說的主要指另外兩個(gè)國外廠商：高通，以及Mobileye。

其中Mobileye屬于自動(dòng)駕駛老前輩，它的軟硬件一體自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，一度是乘用車量產(chǎn)的唯一選擇。

目前廣泛量產(chǎn)搭載的EyeQ 5芯片，算力24TOPS，與英偉達(dá)上一代Xavier處于同一水平。

國內(nèi)最大的用戶，是吉利汽車，旗下幾乎全系有智能輔助駕駛功能的車型，都采用Mobileye解決方案。

但Mobileye的局限也在于此，不向主機(jī)廠開放數(shù)據(jù)權(quán)限的“黑盒”模式，以及軟硬件必須買一套的“捆綁銷售”，讓它的路越走越窄。

被蔚來、理想等等廠商先后拋棄。

盡管下一代EyeQ 6芯片在技術(shù)指標(biāo)上有望追平甚至超過英偉達(dá)，但Mobileye解決方案只能說可以替代，但不是最好的選擇。

已經(jīng)統(tǒng)治智能座艙芯片的高通，在自動(dòng)駕駛域一出手，便拿出了超越英偉達(dá)的產(chǎn)品。

SnapDragon Ride芯片，7nm制程，INT8精度下達(dá)到360TOPS算力，整體功耗65w。

性能超越英偉達(dá)Orin，而且已經(jīng)量產(chǎn)上車。

長城旗下魏牌摩卡DHT-PHEV的最新版，首發(fā)量產(chǎn)高通SnapDragon Ride，年底交付。據(jù)官方宣稱可以實(shí)現(xiàn)超越普通L2的城市領(lǐng)航輔助功能。

高通當(dāng)然是可替代英偉達(dá)的一個(gè)選項(xiàng)，不過作為國外廠商，高通面臨著和英偉達(dá)一樣的風(fēng)險(xiǎn)。

自主替代，有誰可選

聲量最大的，莫過于國內(nèi)廠商地平線，和即將量產(chǎn)的征程5。

地平線征程5基于臺積電16nm制程打造，AI算力可以達(dá)到128TOPS。

在核心架構(gòu)上，地平線征程5芯片的CPU部分采用8核心ARM Cortex A55，AI運(yùn)算單元采用雙核心地平線貝葉斯架構(gòu)BPU（Brain Processor Unit）。

同時(shí)，征程5芯片還有2個(gè)ISP核心、計(jì)算機(jī)視覺引擎、2個(gè)DSP核心、視頻編碼解碼單元。

量產(chǎn)進(jìn)度上，征程5已經(jīng)交付給主機(jī)廠進(jìn)行開發(fā)測試，正式量產(chǎn)時(shí)間點(diǎn)定在2023年。

地平線之外，華為是另外一個(gè)重要玩家。

MDC 810，算力400TOPS，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車。MDC 810并搭載沒有支持通用計(jì)算的GPU，而是用“特定域架構(gòu)”的AI芯片Ascend昇騰負(fù)責(zé)計(jì)算。

北汽極狐αS Hi版、長安阿維塔11，以及廣汽即將上市的新車，都將搭載華為MDC 810。

國內(nèi)另外兩個(gè)有量產(chǎn)希望的自動(dòng)駕駛芯片，分別是華山2號、駕之芯V9。

分別來自國內(nèi)創(chuàng)業(yè)公司黑芝麻智能和芯馳科技。

黑芝麻的華山2號A1000量產(chǎn)已經(jīng)在路上，INT8精度下單顆芯片算力達(dá)58TOPS，將在江汽集團(tuán)思皓新車型上首發(fā)量產(chǎn)，具體時(shí)間未定。

芯馳科技則把自動(dòng)駕駛芯片的量產(chǎn)目標(biāo)，直接放在今后面向高階智能駕駛的階段。

今年下半年，芯馳將推出算力超過200TOPS的自動(dòng)駕駛專用芯片。

而量產(chǎn)計(jì)劃，按照半導(dǎo)體行業(yè)普遍規(guī)律來看，不會(huì)早于2024年。

替代方案優(yōu)缺點(diǎn)

根據(jù)中信證券的最新的《自動(dòng)駕駛芯片行業(yè)研究報(bào)告（2022）》分析，這些可替代英偉達(dá)Orin的不同玩家方案，從性能和量產(chǎn)節(jié)奏來看，優(yōu)缺點(diǎn)明顯。

地平線征程5：

最大的優(yōu)勢是本土化研發(fā)和服務(wù)，以及國內(nèi)最為領(lǐng)先的性能參數(shù)。

缺點(diǎn)也同樣：仍然不及英偉達(dá)Orin。

黑芝麻智能，中信在研報(bào)中認(rèn)為其A1000最高算力較英偉達(dá)尚有差距。計(jì)算平臺方案上，通過4塊A1000實(shí)現(xiàn)和英偉達(dá)單板相似的250T左右的算力，也有代差。

但優(yōu)勢同樣是量產(chǎn)在即，如果進(jìn)展順利，今年年底江汽新車型即將上市交付。

至于華為，真正的優(yōu)勢不在算力有多大、量產(chǎn)有多快，而是針對智能汽車的系統(tǒng)工程能力。

包括芯片、算法、云、V2X、操作系統(tǒng)等等層面。

所以這也是為何MDC方案中，華為并不采用通用GPU，而是選擇和華為整體戰(zhàn)略布局緊密相連的昇騰芯片。

中信證券認(rèn)為，華為有能力在智能汽車、自動(dòng)駕駛研發(fā)過程中整合各大巨頭資源，大大加快真正的智能汽車落地速度，也許很快就會(huì)超過地平線。

但華為值得擔(dān)憂的地方同樣明顯：地緣政治摩擦。

至于芯馳科技的V9，則要看今年下半年正式亮相后的性能表現(xiàn)和商業(yè)化進(jìn)展才能下結(jié)論。

所以總結(jié)一下，要求國內(nèi)廠商立刻馬上拿出和英偉達(dá)Orin性能相仿的自動(dòng)駕駛芯片，不太現(xiàn)實(shí)。

現(xiàn)階段，英偉達(dá)對于智能汽車仍是收割之勢。

但國內(nèi)自主替代的產(chǎn)品，已經(jīng)走到量產(chǎn)前夜，而且可以通過架構(gòu)、系統(tǒng)、軟件的優(yōu)化，達(dá)到和英偉達(dá)Orin相當(dāng)?shù)男Ч?/p>

而面向高階智能駕駛的大算力芯片預(yù)研，國內(nèi)頭部玩家其實(shí)與英偉達(dá)、高通這樣的巨頭并沒有拉開差距。

所以，真正的競爭和決勝時(shí)刻，還未到來。

慶幸的是，如果自動(dòng)駕駛也要面臨突如其來的高性能AI芯片危機(jī)，雖然無法同等替代，但至少不會(huì)毫無準(zhǔn)備。