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自動駕駛芯片混戰不斷,Arm 想重構汽車開發流程?

2024-03-26資訊

作者 | 王啟隆

責編 | 唐小引

出品 | CSDN(ID:CSDNnews)

隨著人工智慧在自動駕駛領域的深入套用,全球汽車產業正面臨一場前所未有的技術革命。日益復雜的演算法、精密的傳感器網路和嚴格的合規標準,使得從概念設計到實際生產的全過程面臨著嚴峻挑戰。在【 】中,圖靈獎得主 Joseph Sifakis 曾對 CSDN 分享了他對於自動駕駛技術深層次的理解:

「自動駕駛汽車所面臨的主要問題是,系統需要能夠理解所發生的事件並正確解讀。因此,感知功能必須足夠可靠,並建立對外部世界的準確模型,這是非常困難的。此外,還存在人為幹涉的因素,這也是為什麽在一些論文中我將自動駕駛稱之為‘瘋狂想法’的原因。不過,我認為我們應該致力於開發一些能夠提供必要保證的技術,比如將神經網路與傳統解決方案並列工作,以便在同一體系結構中整合 AI 和我們信任的傳統系統,以確保效能和安全性的平衡。」

近日,半導體巨頭 Arm 與生態系合作夥伴聯手,推出了最新的 Arm 汽車增強(AE)處理器及虛擬原型平台解決方案,這一舉措顯著改善了傳統汽車開發流程,據稱 可大振幅縮短人工智慧汽車的開發周期,最高可節約兩年的開發時間

Arm 高級副總裁兼汽車事業部總經理 Dipti Vachani 表示 :「汽車市場正經歷前所未有的轉型,更多的自動化需求、更先進的使用者體驗追求以及電氣化趨勢,推升了軟體和人工智慧的爆發式增長。鑒於汽車電子系統變得越來越復雜,為了加速產品交付,我們需要 從根本上重新構思產品的開發流程。

Arm 在汽車領域已經有 30 多年的經驗,推出過支持鎖步安全功能的 CPU、汽車增強 IP 等產品。 還記得在 2021 年的時候,Arm 釋出了 SOAFEE 架構(Scalable Open Architecture for Embedded Edge),即「面向嵌入式邊緣的可延伸開放架構」, 目前已有超過 100 家來自汽車行業的成員加入

Arm 入汽車軟體領域,為軟體定義汽車打下基礎。但事實上, 發起 SOAFEE 的初衷不是為了 競爭其他車廠,也不是為了指導汽車行業怎麽作為,而是號召整個行業團結起來,一起解決汽車 行業 當前面臨的 軟體層面的 技術挑戰 ,為 A I 在汽車端的套用提速

下文將解讀 Arm 本次的釋出內容,從中一覽這個處於巨大變革中的汽車行業。

算力增長,芯片賦能新市場

本次釋出的一大亮點是許多「首次」,比如 Arm 首次將 Armv9 架構技術帶入汽車套用,更新了 Cortex-A 系列的兩款產品,Cortex-A720AE 和 Cortex-A520AE。

其中,Cortex-A720AE 為廣泛的軟體定義汽車 (SDV) 套用帶來業界領先的持續效能及 SoC 的設計靈活性;Cortex-A520AE 則提供了領先的能效和功能安全特性,可充分擴充套件適用於各種汽車用例。

這一架構技術是「十年磨一劍」,v8 釋出於 2011,v9 釋出於 2022,中間橫跨了行動網際網路與人工智慧兩大時代。當年 v9 釋出時,Arm 釋出了這麽一張圖,表示會驅動下一個「3000 億芯片」的市場:

此次釋出中,Arm 還首次將伺服器級別效能的 Neoverse 技術引入汽車套用,推出的 Arm Neoverse V3AE

開個車,還能用上伺服器的效能嗎?

Arm 汽車事業部全球市場副總裁 Dennis Laudick 認為是有必要的。 當前人工智慧對汽車行業高端套用的需求越來越大,與上一代效能最強的芯片相比, Neoverse V3 AE 每核效能可提升 50% 同時,它還能夠將 Armv9 架構在安全、人工智慧方面的優勢帶入到汽車領域。 值得一提的是,當前 NVIDIA 已經宣布, NVIDIA DRIVE Thor 平台采用了 Neoverse V3AE IP

Arm 首次將 64 位引入到即時處理器,釋出了首款 64 位 Arm Cortex-R82AE 即時處理器 ——這是一項重大釋出,引入 64 位架構,意味著系統能夠更高效地處理大量並行數據流,這對於汽車套用至關重 要,尤其是在需要處理海量傳感器數據、進行高速計算和即時決策的自動駕駛系統中。Arm 最佳化了其在安全島中的角色, 讓 Cortex-R 可以更自然地作為安全島來支持 Cortex-A 。這也是 Arm 迄今為止效能最高的功能安全即時處理器。

此外,Arm 還對 Arm Mali-C720AE ISP(影像訊號處理器)進行了改進,使其能夠支持多管線並列處理,更好地服務於人類視覺和電腦視覺演算法的需求。 通常對於 ISP 而言,最大的一個挑戰是需要大量的手動調優,但此次更新後可支持可微分,基本上可以實作自動調優。

「光速造車」,縮短兩年開發周期

去年九月,Arm 正式啟動了它的首次公開募股(IPO)之旅,選擇在美國納斯達克交易所敲響上市的鐘聲。14 日,股票程式碼「ARM」猶如一顆新星照亮了股市夜空,華爾街 的老股民們紛紛研究起什麽是 Chip,探索芯片股的潛力。

在典型的汽車技術堆疊結構中,最底層無疑是基礎硬體。當我們談論汽車硬體時,常常會想到發動機、傳動系統、懸掛系統等傳統機械部件,但在智慧汽車時代, 芯片才是汽車智慧化的基石,而這正好是 Arm 技術得以廣泛套用的核心層

芯片之上,不可或缺的是基礎軟體,諸如作業系統,就如同汽車智慧的大腦中樞;再往上,則是由各類套用軟體構築 而成的豐富功能層,共同構成了完整的汽車智慧系統產品。

因此,這一次 Arm 不僅帶來了革新性的底層基礎硬體,更是一攬子推出了整套技術堆疊。

當前 傳統的汽車產品開發 采用的是 線性流程 也就是說, 如果要開發一個新的產品,必須要等到物理硬體就緒 ,開發者 才可以 啟動 軟體開發 ,然後需要繼續等待,等軟體開發完成後 再進行系統的整合和測試……但軟體數量正在呈爆發式增長,如果按照傳統線性的開發模式,那真得等到猴年馬月了。

為應對汽車軟體復雜性日益增加的挑戰,Arm 推出了創新的虛擬原型解決方案,改變了傳統的線性開發模式,使得軟硬體能夠並列開發,有效地縮短了產品從設計到上市的整體周期。

正如前文所述,Arm 當前目標是團結整個行業,目前他們已經攜手廣泛的生態系夥伴,如主流汽車作業系統供應商 BlackBerry QNX、紅帽(RedHat)、Eletrobit 等,以及汽車套用開發商 TIER IV、LeddarTech、Autoware Foundation 等,共同支持基於 Arm AE IP 的虛擬原型平台。

軟硬體同步設計開發,由此可以顯著縮短整體開發時間。這些生態系夥伴向 Arm 反饋,該解決方案可以幫助他們 縮短多達兩年的軟體開發時間

這一系列的「首次」釋出也包括了 Arm 首次宣布 Arm 汽車計算子系統 (CSS) 的路線圖, 預計到 2025 年,Arm 將交付首款套用於汽車領域的 CSS

汽車計算子系統——乍一聽這又是個不認識的汽車領域術語,但其實這是 Arm 在汽車電子架構領域提出的原創概念,整合 了 CPU 集群、 互聯模組、安全 以及其他 必要的安全功能。 展望未來,系統只會變得更加復雜,對功能安全的需求也會隨之加劇,所以需要整合所有計算元件,為行業關鍵的一致性進行標準化。

最後,以 Arm 汽車事業部全球市場副總裁 Dennis Laudick 分享的一個觀點結尾:

不久前,我剛剛和中國的一家自動駕駛軟體企業的技術長進行過交流: 你們到底需要多少算力? 我問他, 他這樣回答: 如果我有更多的算力,我們就可以部署更多的傳感器,將會擁有更多的軟體,從而可以拯救更多的生命。 所以,就算力本身而言,它是永無止境的。’ 這一點讓我印象深刻且具有前瞻性。

正是眾多諸如 Arm 這樣行業領先的企業,不斷推動技術的創新,深入思考解決行業痛點問題,才能促使軟體定義汽車時代的快速來臨,讓 AI 在汽車端的套用步伐逐步加快,作為使用者才能真正在汽車終端上看得見、摸得著地體會 AI 為駕乘體驗帶來的革新變化。

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