憑算力瘋狂秀肌肉 英偉達(dá)卡住了自動駕駛的脖子？

      【太平洋汽車 技術(shù)頻道】根據(jù)國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心發(fā)布的《智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)2.0》對自動駕駛滲透率的預(yù)測，2025年中國L2/L3級自動駕駛滲透率將達(dá)到50%，2030年將達(dá)到70%。而支撐自動駕駛最核心的部件自然是自動駕駛芯片，在車載高端芯片市場，全球最大的智能計算平臺公司，也是高端自動駕駛芯片供應(yīng)商的英偉達(dá)基本一枝獨秀！沒錯，就是大家心心戀戀想買它家“發(fā)光風(fēng)扇”的英偉達(dá)。

　　據(jù)不完全統(tǒng)計，英偉達(dá)已經(jīng)拿到了全球30家主流車企中20家的訂單，奔馳、捷豹路虎，以及大家熟知的蔚小理、極氪、智己、飛凡，都是它的客戶；而公共出行領(lǐng)域-Robotaxi（自動駕駛出租車），英偉達(dá)也拿下了如滴滴自動駕駛、文遠(yuǎn)知行、小馬智行等主流公司。甚至連國內(nèi)自動駕駛一哥，完成小鵬智駕從0到1落地的小鵬自動駕駛副總裁吳新宙博士，也跳槽到了英偉達(dá)。事實上，想在智能駕駛這場戰(zhàn)役中搶占先機(jī)的車企，絕大部分都在使用和測試英偉達(dá)的芯片。了解到英偉達(dá)的統(tǒng)治力后，隨之而來一個很現(xiàn)實的問題，那是不是就等于英偉達(dá)已經(jīng)卡住自動駕駛的脖子？要回答這個問題，我們有必要了解英偉達(dá)在自動駕駛芯片市場的統(tǒng)治力是如何形成的。

　　初入江湖：時間拉回到2015年，此時的英偉達(dá)在獨立顯卡領(lǐng)域大獲成功后，開始進(jìn)入車載計算平臺領(lǐng)域，并推出了初代自動駕駛計算平臺DRIVE PX和Tegra系列車載芯片，為自動駕駛系統(tǒng)提供計算能力。最初聯(lián)姻特斯拉，特斯拉Model S和X所搭載的Autopilot 1.0系統(tǒng)就是采用1顆英偉達(dá)Tegra3芯片（算力僅有1TOPS）＋一顆Mobileye EyeQ3芯片，這時的Mobileye還是沒有被英特爾收購，妥妥的行業(yè)前輩，大佬姿態(tài)。

　　小試牛刀：時隔一年，英偉達(dá)發(fā)布了DRIVE PX二代平臺。特斯拉Autopilot 2.0系統(tǒng)則采用了算力升級達(dá)到3TOPS的英偉達(dá)Parker芯片，而后續(xù)的Autopilot 2.5系統(tǒng)則采用的是2顆英偉達(dá)Parker芯片。得益于硬件的升級、算力的提升，特斯拉給車主們來了一次“充滿驚喜”的軟件推送。升級過后的Model S可以準(zhǔn)確檢測車身四周其他車道上的車輛，并將其渲染在儀表盤上，還實現(xiàn)了在當(dāng)時看來極為科技的自動變道功能，有車主為了體驗最新版的功能，等到了凌晨四點。（當(dāng)年的特斯拉車主還是有錢人的代表，不用苦哈哈早起上班）

　　一戰(zhàn)成名：做生意，造好產(chǎn)品的同時，還得提升盈利能力！如何盈利呢？全世界的老板都會表示降本增效。自然而然，特斯拉考慮成本，還是在2019年和英偉達(dá)和平分手，選擇自研路線。不過沒有關(guān)系，酒香不怕巷子深，英偉達(dá)早已收獲多家車企的青睞，小鵬就是其一。2020年，正是國內(nèi)電動車?yán)顺被馃岬臅r候，英偉達(dá)針對L2級自動駕駛市場推出了Xavier芯片（2016年發(fā)布，2020年量產(chǎn)交付），搭載在小鵬P7和后續(xù)的P5上，依靠這枚僅30TOPS算力的芯片，小鵬完成了高速NGP的布局和城市NGP的初步嘗試，所帶來的全新智駕體驗，一戰(zhàn)成名。

　　車企瘋搶：2022年，英偉達(dá)DRIVE Orin系列芯片正式量產(chǎn)并開啟交付，臺積電7nm工藝，算力最高的Orin-X達(dá)到了單片254 TOPS。另外，在深度學(xué)習(xí)加速、內(nèi)存和通訊、CPU性能等指標(biāo)上，相比上代都有著翻倍提升。包括最熱的蔚來車系、理想車系和小鵬G6，在最高階智駕版本的車型上均是配備了多顆英偉達(dá)Orin-X。從目前來看，無論是算力性能指標(biāo)、技術(shù)領(lǐng)先性，還是量產(chǎn)交付能力，確實是獨一份，所以成為了目前想布局高階智駕功能的車企哄搶的對象。以至于搭載英偉達(dá)Orin-X，都成為了目前車企在智能駕駛方面的重要宣傳賣點。

　　大力出奇跡，瘋狂秀肌肉：以為到Orin-X就完了嗎，年輕人還是太年輕。在2022年秋季舉辦的英偉達(dá)開發(fā)者大會(GTC)上，英偉達(dá)CEO，我們的皮衣黃教主（黃仁勛）發(fā)布了新一代自動駕駛計算芯片DRIVE Thor，單顆算力高達(dá)史無前例的2000 TOPS。作為類比，是特斯拉FSD芯片算力的14倍。其實在發(fā)布會半年前，黃仁勛才宣布彼時算力最強(qiáng)的自動駕駛芯片Atlan（算力1000TOPS），但現(xiàn)在黃教主可能覺得Atlan格局小了，干脆取消，直接拿出更加領(lǐng)先一代的產(chǎn)品DRIVE Thor，并且確認(rèn)2025年量產(chǎn)上車，首先實現(xiàn)算力自由的企業(yè)是極氪。當(dāng)其他廠商還是追趕Orin性能的時候，英偉達(dá)已經(jīng)準(zhǔn)備用下一代產(chǎn)品降維打擊。

　　DRIVE Thor貫徹了英偉達(dá)一貫大力出奇跡的方針，同時也是瘋狂秀肌肉的產(chǎn)品。DRIVE Thor展現(xiàn)出的重要指標(biāo)，既是同行不具備，也是未來自動駕駛技術(shù)的發(fā)展方向。最重要肯定是超高集成度，目前業(yè)內(nèi)基本都認(rèn)為未來的電子電氣架構(gòu)一定是集中式的，即一個“大腦”控制汽車所有功能，而超高集成化的芯片，英偉達(dá)已經(jīng)實現(xiàn)了。DRIVE Thor集成了一輛智能汽車上所需的一切AI功能的計算需求，包括高階自動駕駛、車載操作系統(tǒng)、智能座艙、自主泊車等等。2000TOPS算力資源，主機(jī)廠可以在各種不同AI任務(wù)間隨意分配，還可以構(gòu)建自己的軟件模式，英偉達(dá)也提供相關(guān)開發(fā)工具，這也讓其他芯片企業(yè)失去了直接替代的機(jī)會。一顆芯片解決所有，以DRIVE Orin單片400美金來看，DRIVE Thor也不可能便宜，但肯定比采購一堆芯片劃算。

　　從過去到將來，從行業(yè)新人到“一枝獨秀”，英偉達(dá)到底做對了什么呢？首先是時代的契機(jī)，自動駕駛技術(shù)離不開GPU，而這剛好就是英偉達(dá)的老本行-GPU視覺圖像處理。

　　自動駕駛的本質(zhì)是汽車能夠感知和理解世界，并做出正確的行駛決策。正如在日常駕駛過程中，除了要操控車輛外，還需要同時做出大量的判斷，比如既要實時觀察路面上正在發(fā)生的各種情況，又要判斷自己在整個路線當(dāng)中的方位，然后執(zhí)行安全高效的行車路線。這個過程其實并不復(fù)雜，但難的是路況環(huán)境和車輛位置實時變化，所以需求芯片能重復(fù)完成這種大量的計算判斷任務(wù)。而GPU是數(shù)以千計高效核心組成的大規(guī)模并行計算架構(gòu)，專門為同時處理多重任務(wù)而設(shè)計，所以說這種計算需求剛好是GPU的專長。

　　可能有些同學(xué)會問？CUP怎么就不行呢。當(dāng)然行，但不高效，CPU是專為順序串行處理而優(yōu)化的大核心組成，只是擁有應(yīng)付復(fù)雜問題的能力。做個類比大家就懂了，自動駕駛要做的事就相當(dāng)于要畫一副畫，CUP就相當(dāng)于單只噴槍在畫布上精準(zhǔn)作畫，而GPU相當(dāng)與成千上萬只已經(jīng)排序好的噴槍一同發(fā)射，一瞬間一副畫就呈現(xiàn)了出來，效率明顯更高。

　　英偉達(dá)GPU在AI計算領(lǐng)域有著顯著的優(yōu)勢和創(chuàng)新，而這也正是實現(xiàn)高階自動駕駛所需要的。其中CUDA通用并行計算架構(gòu)更是被稱為英偉達(dá)的技術(shù)護(hù)城河，這個架構(gòu)牛的點在哪呢？簡單來說，它能讓GPU解決復(fù)雜的計算問題了，還可以利用GPU的強(qiáng)大計算能力來加速各種類型的應(yīng)用計算，可以在更短的時間內(nèi)完成 AI 運算和大模型訓(xùn)練，對于需要大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜模型訓(xùn)練需求的自動駕駛來說，再合適不過了，加速了智駕功能的落地。

　　第二點就是“算力”，英偉達(dá)芯片每次產(chǎn)品升級和迭代，算力都是以數(shù)倍的速度在提升，和其它廠商拉開較大差距。一顆自動駕駛芯片能不能上車，車企一般有5個評價指標(biāo)，性能（算力）、成本、功耗、易用性（或開發(fā)性）和同構(gòu)性（對其他系統(tǒng)兼容性）。算力首當(dāng)其沖成為了最重要的指標(biāo)，這也是在用戶端最容易被感知的一個指標(biāo)。簡單來說，算力越大，自動駕駛系統(tǒng)就越聰明！

　　算力越大，這也意味著它能處理越繁雜的數(shù)據(jù)，產(chǎn)品經(jīng)理和工程師也能給自動駕駛系統(tǒng)里面裝入更多、更高級的功能。正如目前火熱的城市領(lǐng)航功能，而且由于高精地圖在采集進(jìn)度、適配、商業(yè)模式以及政策隱私方面的局限性，越來越多的車企開始進(jìn)行智能駕駛的終極挑戰(zhàn)——無高精地圖城市領(lǐng)航。以小鵬為例，目前城市領(lǐng)航的技術(shù)路線是BEV融合感知＋transformer模型，簡單來說就是“以上帝視角看清路況全貌，并高效做出正確的決策”，而這背后涉及的數(shù)據(jù)處理、AI算法訓(xùn)練，都需要更大算力去支持。

　　最后則是完整且靈活的智駕解決方案。從硬件、算法、完整工具鏈以及整合多傳感器生態(tài)的方式，能為車企提供更為靈活的智能駕駛解決方案。主打的就是一個大而全，誒！你要啥，我就能給你啥！包括現(xiàn)在熱門的Transformer和各類新算法，英偉達(dá)都能夠提供開發(fā)工具供開發(fā)者調(diào)用。

　　英偉達(dá)還提供自動駕駛開發(fā)套件，包括裝車硬件參考、數(shù)據(jù)處理，訓(xùn)練，以及虛擬仿真硬件等。作為智能駕駛汽車參考架構(gòu)，可加速生產(chǎn)過程中的開發(fā)、測試和驗證。無論是準(zhǔn)備干智能駕駛還是已經(jīng)干智能駕駛的廠商，無論卡在了哪一步，英偉達(dá)都有讓你放心花錢的方案，因為它就是行業(yè)權(quán)威。缺點嗎？就是貴。不過相比于從零開發(fā)，實現(xiàn)自動駕駛功能落地需要龐大的資金投入、技術(shù)攻關(guān)和同行競爭，大部分中國車企來說相信還是能夠接受的，這也成就了英偉達(dá)的“洛陽紙貴”。

　　英偉達(dá)的芯片究竟能不能卡脖子，我們還需了解就是它究竟能不能被替代。首先國際上聲量最強(qiáng)的就是Mobileye，這個大家都很熟悉了，屬于自動駕駛界的老前輩。它的軟硬件一體自動駕駛系統(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EyeQ5芯片，算力24TOPS，與英偉達(dá)上一代Xavier芯片處于同一水平。國內(nèi)最大的用戶是吉利，旗下有智駕功能的車型，幾乎全都采用Mobileye的解決方案。優(yōu)勢的就是整套方案快速上車，車企智駕功能快速落地；缺點也很明顯，采用不向主機(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”，這讓它的路越走越窄。盡管下一代EyeQ6芯片有望在技術(shù)指標(biāo)上追平英偉達(dá)，但目前國內(nèi)有點技術(shù)追求的廠商對它都不算感冒了。還有它作為國外廠商，一些只可只能意會的緣由，也可能會面臨和英偉達(dá)一樣的風(fēng)險。

　　好了，來說說咱們的國產(chǎn)之光。其實目前聲量最大的，莫過于由前百度深度學(xué)習(xí)研究院常務(wù)副院長，也是百度自動駕駛發(fā)起人-余凱于2015年創(chuàng)立的地平線（地平線機(jī)器人技術(shù)研發(fā)有限公司）。地平線目前的芯片規(guī)劃從征程2系列到征程6系列，是可以覆蓋L2到L4級自動駕駛。它已經(jīng)擁有超過 20 個合作車企，而征程系列芯片的出貨量已經(jīng)超過了 100 萬顆。地平線目前最新量產(chǎn)上車的征程5芯片基于臺積電16nm制程打造，AI算力可以達(dá)到128TOPS。其實地平線的模式和英偉達(dá)很像，客戶包括一級供應(yīng)商、整車廠、和出行服務(wù)商，地平線為他們提供芯片、硬件的參考設(shè)計，以及提供工具鏈和算法等方案，也是缺哪兒補(bǔ)哪兒。理想L系列中低配車型的智駕芯片就是搭載的征程5，能夠?qū)崿F(xiàn)高速領(lǐng)航。不過高配智駕依舊是采用英偉達(dá)的方案，最領(lǐng)先的城市領(lǐng)航也落地在搭載英偉達(dá)Orin-X芯片的車型上。從這點也可以看出，廠商們還是不太敢冒險嘗試，更需求成熟穩(wěn)妥，且拿出來就有強(qiáng)勁競爭力的方案。

　　當(dāng)然了，還有我們的華為也是重要的參與玩家。目前我們熟知的，也是整套自動駕駛打包解決方案，基于MDC 810計算平臺（算力400TOPS）的華為高階智能駕駛系統(tǒng)ADS 1.0已經(jīng)搭載在北汽極狐αS Hi版、阿維塔11上，它們的智駕表現(xiàn)相信大家都有目共睹。而ADS 2.0所能實現(xiàn)的功能更多更強(qiáng)，包括城區(qū)智駕領(lǐng)航輔助、城區(qū)車道領(lǐng)航輔助增強(qiáng)以及代客泊車輔助等，首發(fā)搭載在問界M5智駕版上。今年Q3開始，就能實現(xiàn)15個城市的無圖領(lǐng)航輔助覆蓋，而Q4能達(dá)到45個城市的無圖領(lǐng)航輔助覆蓋，妥妥當(dāng)下智駕的頂尖水準(zhǔn)。說實話非常強(qiáng)，不過對于車企而言，選擇謹(jǐn)慎度會非常高，很大原因是對華為芯片后續(xù)供應(yīng)保障的擔(dān)憂。

　　綜合來說，要求國內(nèi)廠商立刻馬上拿出和英偉達(dá)性能相仿，且能快速上車的自動駕駛芯片，不太現(xiàn)實，英偉達(dá)的芯片對于目前渴望大算力的廠商仍有一定的收割之勢，算是階段性被拿捏了。不過在面向未來更高階智能駕駛的大算力芯片預(yù)研上，國內(nèi)的頭部玩家并沒有被拉開太大差距，而且，目前自動駕駛芯片行業(yè)的寡頭格局還尚未形成，真正的競爭也沒有來到，留給我們的時間還有。就算目前要面臨突如其來的高性能芯片危機(jī)，雖然無法做到對英偉達(dá)芯片的同等替代，但至少不會毫無準(zhǔn)備，任人宰割。