一芯6系統(tǒng)，車端大模型！國產(chǎn)芯片黑科技即將上車

賈浩楠 2024-04-30 17:32:01 來源：量子位

賈浩楠 發(fā)自 副駕寺智能車參考 | 公眾號 AI4Auto

北京車展比車企競爭更激烈的，恐怕就是車的供應(yīng)鏈了。

兩個(gè)大趨勢：所有玩家集體擁抱大模型；以及所有品類關(guān)鍵零部件，都在上演和整車一樣的“自主超車、替代?！?/p>

新的趨勢下，有一家公司格外與眾不同——

芯馳科技，剛剛坐上了國內(nèi)智艙芯片“一哥”的位置，還發(fā)布了一系列確保持續(xù)領(lǐng)先的黑科技。

十億級參數(shù)大模型，怎么上車？

芯馳最新座艙芯片X9CC，以及明年的X10產(chǎn)品，最主要的優(yōu)勢是面向中央計(jì)算，并支持大模型的車端本地化部署。

芯馳給出的具體數(shù)字，是十億級別參數(shù)的大模型，直接上車。

所以這就有兩個(gè)問題，首先是為什么大模型要在車端本地部署，以及為什么是十億級參數(shù)？

分別來看，大模型車端直接部署，可以帶來座艙交互體驗(yàn)的直接提升。

比如更強(qiáng)大的語音助手直接部署在車端，體驗(yàn)上不再區(qū)分“在線”和“離線”，任何時(shí)間任何地點(diǎn)，都能做到“有問必答”的強(qiáng)大交互能力。

或者你在車上點(diǎn)燃一支煙，座艙攝像頭捕捉到信息后，圖像模型首先調(diào)用X9CC的計(jì)算資源，識別并理解你的動(dòng)作，之后再由座艙“大腦”（通常是一個(gè)多模態(tài)大模型）做出決策，向不同MCU給出指令，執(zhí)行一系列打開天窗、開啟空氣凈化、彈出煙灰缸等等動(dòng)作，一氣呵成，不需要用戶單獨(dú)給出指令。

第二個(gè)問題，為什么是十億級參數(shù)模型上車？而不是像ChatGPT那樣千億級參數(shù)大模型？

實(shí)際上，千億參數(shù)級別的通識類大模型，用戶一側(cè)任何終端設(shè)備，都沒辦法配備如此強(qiáng)大的計(jì)算資源，能耗受不了，成本也受不了。

你體驗(yàn)的“大模型”，其實(shí)都是依賴網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，從來沒有任何一個(gè)是直接加載在你的設(shè)備上的。

智能汽車也是同理，但面臨更復(fù)雜的問題。首先是任務(wù)更復(fù)雜，需要綜合語音、文字、圖像等等；第二是汽車難以保證永久穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接。

所以車端大模型本地化、專用化（小型化）和云端配合部署，就成了一個(gè)大趨勢。

而AI算法公司們在研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，幾個(gè)billion或十幾個(gè)billion參數(shù)的專有模型，處理特定任務(wù)其實(shí)比規(guī)模巨大的通識模型效果更好。

而這樣規(guī)模的模型，目前對應(yīng)的就是幾十TOPS算力芯片。

所以這也基本確定了芯馳X9CC的參數(shù)：上一代X9SP的NPU算力為8 TOPS，而最新的X9CC，算力擴(kuò)大了3-5倍。

實(shí)際上，芯馳CTO孫鳴樂認(rèn)為，首先是芯片架構(gòu)、算力的發(fā)展促成了大模型的上車趨勢，但隨后會進(jìn)入一個(gè)軟件定義芯片的時(shí)代。

即用戶、車企對智能座艙的功能需求，以及智能汽車底層電子電氣架構(gòu)的演變，共同決定芯片性能參數(shù)。

這也是為何X9CC還在NPU外，還在單個(gè)芯片中集成多種高性能計(jì)算內(nèi)核：

24個(gè)Cortex-A55 CPU，12個(gè)Cortex-R5F CPU，2個(gè)NPU，4個(gè)GPU，4個(gè)Vision DSP，以及支持國密算法的Crypto引擎。

所以，X9CC不僅是一款座艙芯片，更重要的角色是中央計(jì)算處理器。

一芯6系統(tǒng)

這也是芯馳X9CC產(chǎn)品的一大獨(dú)特亮點(diǎn)：

單芯片可支持運(yùn)行六個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。根據(jù)軟件部署，X9CC可以支持各個(gè)運(yùn)算內(nèi)核在不同系統(tǒng)的靈活配置，合理分配算力資源。

具體來說，這6個(gè)不同系統(tǒng)分別是：

負(fù)責(zé)娛樂導(dǎo)航的安卓、負(fù)責(zé)液晶儀表的QNX、負(fù)責(zé)中央網(wǎng)關(guān)、智能駕駛的Linux，以及負(fù)責(zé)智能車控的AutoSAr和信息安全的Secure OS。

芯馳獨(dú)有的UniLink Framework為多個(gè)系統(tǒng)之間提供了高帶寬、低延遲的數(shù)據(jù)交互，以及標(biāo)準(zhǔn)易用的編程接口，大大降低了多系統(tǒng)集成開發(fā)的難度。

簡言之，X9CC是適應(yīng)汽車電子電氣架構(gòu)集中化發(fā)展的最前沿產(chǎn)品：1個(gè)超級大腦，把傳統(tǒng)汽車架構(gòu)中分散的、互不關(guān)聯(lián)模塊的計(jì)算職能，統(tǒng)一收歸中央。

優(yōu)勢除了降低成本之外，更重要的是把以往互不聯(lián)通的功能相互打通，提升安全、舒適體驗(yàn)。

除了剛才提到的“車內(nèi)吸煙”的例子，安全性提升還體現(xiàn)在類似車身穩(wěn)定系統(tǒng)這樣的模塊，現(xiàn)在可以和智能駕駛系統(tǒng)聯(lián)通，使用智駕傳感器采集到的信息，提前做出預(yù)判動(dòng)作。

當(dāng)然具體功能由主機(jī)廠開發(fā)定義，但芯馳X9CC提供了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。

相應(yīng)的，在X9CC一個(gè)大腦之外，芯馳還推出了一系列ZCU芯片產(chǎn)品，形成智能車“1+N”中央計(jì)算+區(qū)域控制架構(gòu)。

ZCU的意思是區(qū)域控制器，一個(gè)ZCU能控制一整類指令，比如車身控制、車身+底盤+動(dòng)力跨域融合，以及超級動(dòng)力域控等核心應(yīng)用場景。

也就是將以往一輛汽車數(shù)百個(gè)不同且獨(dú)立的控制模塊，整合成如今的數(shù)個(gè)能通訊能關(guān)聯(lián)的ZCU。

這需要ZCU主控芯片的性能有極大提升，比如芯馳旗艦ZCU芯片產(chǎn)品E3650，采用最新ARM Cortex R52+高性能鎖步內(nèi)核集群，支持虛擬化，非易失存儲器（NVM）高達(dá)16MB，具備大容量SRAM，以及更豐富的可用外設(shè)資源，解決當(dāng)前整車電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的痛點(diǎn)問題，支撐更高集成度、更寬配置的整車電子電氣架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

另外，E3650升級了芯馳自研SSDPE（Super Speed Data Packet Engine）硬件通信加速引擎，可實(shí)現(xiàn)16路CAN FD同時(shí)工作的情況下零丟包，有效降低CPU負(fù)載，提升了通信吞吐率。

安全層面，E3650還集成了HSM信息安全模塊，滿足ISO 21434，Evita Full及以上的信息安全等級，E3650還滿足AEC-Q100 Grade 1和ISO 26262 ASIL D功能安全等級。

座艙芯片“一哥”芯馳的產(chǎn)品，早已經(jīng)突破了智能座艙的范圍。

這其實(shí)也是自主車芯動(dòng)搖海外產(chǎn)品統(tǒng)治力的關(guān)鍵要素。

自主車芯『雙旗艦』：智駕地平線，智艙看芯馳

剛剛介紹的芯馳X9系列產(chǎn)品，已經(jīng)成為自主座艙芯片最重要的明星玩家。

據(jù)芯馳透露，X9系列累計(jì)出貨超過300萬片。

覆蓋了國內(nèi)市場50%以上的品牌車型，奇瑞、上汽、長安、廣汽、北汽、東風(fēng)日產(chǎn)、東風(fēng)本田等等都已經(jīng)量產(chǎn)上車。

規(guī)模遙遙領(lǐng)先。相似的地位可以參考專注智駕芯片的自主“一哥”地平線，自主車芯『雙旗艦』格局逐漸成型了。

但就和地平線“不是英偉達(dá)平替”一樣，芯馳也不是高通座艙芯片的平替，誕生在智能車最前沿的研發(fā)、消費(fèi)市場，有獨(dú)特的優(yōu)勢。

芯馳官方有一句slogan：懂芯片，更懂車。當(dāng)然不是說說而已，有很直觀地例證。

X9系列產(chǎn)品，通過了AEC-Q100和ISO 26262 ASIL B功能安全等級。

前者偏向于生產(chǎn)質(zhì)量保證，后者偏向于功能安全。

而通過ISO 26262 ASIL B認(rèn)證的關(guān)鍵，是X9架構(gòu)中的“獨(dú)立安全島”設(shè)計(jì)：有獨(dú)立實(shí)時(shí)處理核心、通訊能力以及所有功能安全所需接口。

極端工況下芯片失靈，也能保證核心功能正常運(yùn)行。

這就是所謂“車規(guī)”。

而8155是消費(fèi)級芯片的車規(guī)改款，設(shè)計(jì)上不具備相應(yīng)冗余，所以8155方案中除了芯片本身，還需要一顆來自NXP的ASIL B級別MCU作為安全冗余——成本提高一大截。

而面對傳統(tǒng)的車芯玩家，芯馳的優(yōu)勢又體現(xiàn)在對于相同類別芯片，擁有更先進(jìn)制程（芯馳率先實(shí)現(xiàn)22nm MCU量產(chǎn)上車）。

功能更先進(jìn)之外，芯馳預(yù)判對了智能車底層架構(gòu)進(jìn)化：X9的能力開始突破“座艙”，配合一系列ZCU芯片產(chǎn)品，在整車電子電氣架構(gòu)層面提供車控、通訊、安全功能的決策和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

所以，自主座艙“一哥”芯馳科技，技術(shù)上專為智能車而生，更重要的是為每一個(gè)時(shí)代智能車競爭、發(fā)展，適時(shí)提供最合適的架構(gòu)級支持。