首款國產(chǎn)存算一體芯片發(fā)布！12nm工藝追平英偉達(dá)Orin，車規(guī)量產(chǎn)支持L4
物理算力256TOPS，功耗35W
曹原 發(fā)自 副駕寺
智能車參考 | 公眾號(hào) AI4Auto
國產(chǎn)智駕芯片，首次追平英偉達(dá)！
鴻途?H30，物理算力256TOPS，略高于Orin-X的254TOPS，芯片制程12nm，功耗35W，還是車規(guī)級(jí)，可量產(chǎn)。
不用最先進(jìn)制程工藝，自主量產(chǎn)芯片就已追上行業(yè)一流標(biāo)準(zhǔn)。
怎么實(shí)現(xiàn)的？自研存算一體技術(shù)。
鴻途?H30包含多個(gè)存算單元，既能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)也能處理數(shù)據(jù)，打破傳統(tǒng)芯片性能瓶頸并提升能效比，實(shí)現(xiàn)大算力、低功耗、低成本。
并且，鴻途?H30支持運(yùn)行點(diǎn)云網(wǎng)絡(luò)、BEV網(wǎng)絡(luò)，能支持L4級(jí)自動(dòng)駕駛。
這也讓鴻途?H30成為國內(nèi)首款存算一體智駕芯片。而這個(gè)芯片，來自成立僅2年多的后摩智能。
鴻途?H30：大算力、低能耗、低成本
鴻途?H30，12nm制程，256TOPS算力，功耗35W，支持外擴(kuò)Memory，最高帶寬為128GB/s，以及16路 FHD Encoder/Decoder，和PCIe 4.0，x8，x4，x2，RC&EP mode。
和其他智駕芯片不同，鴻途?H30最基本的組成單位是自研存算單元，基于SRAM的純數(shù)字設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)存內(nèi)運(yùn)算，在存儲(chǔ)器內(nèi)能完全實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。
為了滿足車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，鴻途?H30內(nèi)嵌自研檢測(cè)機(jī)制、修復(fù)機(jī)制和硬件增強(qiáng)機(jī)制，保證芯片的可靠性和穩(wěn)定性。
并且針對(duì)AI算法，鴻途?H30基于自研IPU（Intelligence Processing Unit）架構(gòu)——天樞架構(gòu)，通過多核、多硬件線程以及雙環(huán)拓?fù)淇偩€的設(shè)計(jì)，保證計(jì)算資源利用效率的同時(shí)可以靈活擴(kuò)展算力，以及更靈活的數(shù)據(jù)傳輸。
最終體現(xiàn)在智駕能力上，鴻途?H30上可以運(yùn)行智能駕駛主流的點(diǎn)云網(wǎng)絡(luò)、BEV網(wǎng)絡(luò)，并且已經(jīng)在無人配送車上完成路測(cè)，具有避讓前方行人、識(shí)別紅綠燈等能力。
△后摩BEV模型實(shí)測(cè)和行業(yè)其他存算一體芯片相比，鴻途?H30能實(shí)現(xiàn)高達(dá)4.608Mb的單位存儲(chǔ)容量，8bit輸入和權(quán)重精度，全精度輸出，計(jì)算延遲僅有1.5ns，能量效率高達(dá)30-150TOPS/W。
基于鴻途?H30，后摩智能推出力馭?智能駕駛計(jì)算平臺(tái)。
只需要一顆鴻途?H30，CPU算力為200KDMIPS，并且支持所有攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器的接入要求，擁有8路以太網(wǎng)、14路高清攝像頭和10路CAN/CAN-FD接口，功耗85W。
為了各智能駕駛玩家，后摩智能還推出后摩大道?軟件平臺(tái)，官方稱提供的工具鏈更易用并且更高效，能降低學(xué)習(xí)成本，讓開發(fā)者更快上手。
芯片、域控器、軟件平臺(tái)，智駕芯片玩家有的后摩智能都有。那么問題就來了，市面上已經(jīng)擁有足夠多成熟量產(chǎn)智駕芯片，為什么后摩智能還要費(fèi)力自研？
為什么需要存算一體芯片
要回答這個(gè)問題，先回到智駕芯片的基本結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在賽道內(nèi)各玩家的智駕芯片架構(gòu)都差不多，存儲(chǔ)器（SRAM、DRAM等）和處理器（CPU、GPU）*獨(dú)立存在，通過總線連接處理數(shù)據(jù)，運(yùn)行算法。
為了實(shí)現(xiàn)更高算力，各玩家都是通過提高制程工藝，從12nm卷到7nm，再卷到5nm。比如英偉達(dá)Xavier是12nm，更高算力的Orin-X是7nm。
但這也會(huì)帶來幾個(gè)問題：高成本、影響可靠性、高功耗，芯片容易進(jìn)入性能瓶頸。
更高工藝要求，難度和流片成本都會(huì)增加。反映在智能車型上，就是高算力智駕芯片只能成為高端車型標(biāo)配，最便宜也要二三十萬，入門級(jí)車型智駕水平通常減半甚至更低，車主沒法體驗(yàn)更高階的智能駕駛。
并且，隨著技術(shù)逐漸逼近尺寸極限，比如1nm以下，會(huì)導(dǎo)致電流泄露現(xiàn)象或者漏電問題，降低芯片性能甚至導(dǎo)致芯片失效。
更核心的問題在于，現(xiàn)在芯片計(jì)算依托的馮·諾依曼架構(gòu)存算分離，執(zhí)行運(yùn)算時(shí)要在存儲(chǔ)單元和計(jì)算單元之間不斷搬運(yùn)數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在存儲(chǔ)單元和計(jì)算單元運(yùn)行速度不匹配，芯片整體運(yùn)算效率已經(jīng)受到影響；并且更頻繁地搬運(yùn)數(shù)據(jù)會(huì)造成處理時(shí)延和更高的無用功耗，占比可以高達(dá)60%-90%。
因此，后摩智能通過改變芯片的底層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，整合處理器和存儲(chǔ)器，從根本上打破這些性能瓶頸。
性能指標(biāo)方面，在Resnet50 Batch=1和Batch=8上，鴻途?H30分別是友商8nm智駕芯片的5.7倍和2.3倍；計(jì)算效率方面，鴻途?H30更是達(dá)到友商的11.3倍和4.6倍。
更重要的是，基于成熟12nm工藝意味著更低成本，未來入門級(jí)的車型也能用上高階智能駕駛，讓更多車主受益。
除了發(fā)布鴻途?H30等產(chǎn)品，后摩智能還預(yù)告了下一代的產(chǎn)品規(guī)劃：能擴(kuò)展大模型應(yīng)用邊界的二代IPU天璇結(jié)構(gòu)，以及基于天璇架構(gòu)，在自然散熱條件下的最高算力智駕芯片鴻途?H50，明年推出。
后摩智能是誰
可以做到存算架構(gòu)、電路設(shè)計(jì)、編譯器及軟件棧開發(fā)等全鏈路芯片研發(fā)的公司，自然離不開技術(shù)人才的儲(chǔ)備。
CEO吳強(qiáng)，普林斯頓大學(xué)計(jì)算機(jī)博士，論文研究方向?yàn)楦吣苄П扔?jì)算芯片及編譯器。畢業(yè)后在英特爾、AMD、Facebook、地平線等多家企業(yè)工作，曾是AMD的GPGPU/OpenCL創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)核心成員，F(xiàn)acebook總部資深科學(xué)家，以及地平線技術(shù)副總裁和CTO。
吳強(qiáng)博士的學(xué)術(shù)成果獲得過第38界計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)頂會(huì)MICRO-38唯一一個(gè)最佳論文獎(jiǎng)，科研成果被美國業(yè)內(nèi)雜志IEEE Micro 評(píng)選為年度最有影響的12個(gè)科技成果之一，還多次擔(dān)任國際會(huì)議項(xiàng)目委員會(huì)委員，以及國際期刊的客座主編。
芯片研發(fā)副總裁陳亮，本碩博畢業(yè)于清華大學(xué)，曾任阿里技術(shù)總監(jiān)、海思CPU芯片資深架構(gòu)師、地平線AI芯片首席架構(gòu)師，具備十多年高性能CPU/FPGA/ASIC芯片內(nèi)核設(shè)計(jì)及量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，主導(dǎo)過多款A(yù)I芯片設(shè)計(jì)，擁有美國及中國芯片相關(guān)發(fā)明專利近20項(xiàng)。
產(chǎn)品副總裁信曉旭擁有15年以上計(jì)算芯片產(chǎn)品、市場(chǎng)和銷售經(jīng)驗(yàn)，是原海思計(jì)算芯片產(chǎn)品總監(jiān)，負(fù)責(zé)過自動(dòng)駕駛、安防、數(shù)據(jù)中心等多款A(yù)I芯片的產(chǎn)品定義和市場(chǎng)推廣，還是凱為半導(dǎo)體（Cavium）中國區(qū)創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)成員之一。
另外，后摩智能研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員也大多來自普林斯頓大學(xué)、斯坦福大學(xué)、新加坡國立大學(xué)、加州大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)、電子科技大學(xué)等國內(nèi)外知名高校，以及英偉達(dá)、TI、AMD、華為海思、地平線等一線芯片企業(yè)。團(tuán)隊(duì)碩博比例達(dá)70%以上。
2020年，吳強(qiáng)、陳亮、信曉旭等人在一家沙縣小吃開始了創(chuàng)業(yè)之路。成立不到三年，公司已經(jīng)完成三輪融資，包括金額達(dá)1000萬美元（約6935萬元）的天使輪融資。投資方包括經(jīng)緯創(chuàng)投、聯(lián)想創(chuàng)投、啟明創(chuàng)投、和玉資本等。
另外，后摩智能已經(jīng)和20余家主機(jī)廠、20余家Tier1和至少15家算法提供商達(dá)成合作，鴻途?H30首批Alpha用戶測(cè)試將在今年6月開始。
能拿出產(chǎn)品、產(chǎn)品能量產(chǎn)，后摩智能已經(jīng)達(dá)成兩個(gè)重要的里程碑?，F(xiàn)在可以等等看，后摩智能會(huì)拿下多少訂單。
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