特斯拉fsd芯片制程,特斯拉fsd芯片算力

随着汽车走进千家万户，大家对汽车也是越来越了解，这个由车身、动力、底盘和电气几大部分组成的大物件，成为大家使用最频繁的出行工具。

而谈起一辆车的好坏，大家也都能说上几句，车身好不好看，动力强不强劲、底盘舒不舒服，而很少有人会说车辆的电气部分，因为在大多数人的判断标准里，电气部分不是衡量一款车优秀的标准。

诚然从1920年代以来，随着电子技术的发展，越来越多的电子产品被应用到汽车上。比如越来越多的灯具被应用到了汽车上，就有了照明系统；通过传感器控制器和执行器相互配合就有了ABS系统；随着人们对生活品质要求的提高人们对车内娱乐的要求也越来越高，也就形成了一套车载的娱乐系统……

判断一辆车的标准，或许想不到车辆的电气部分，但谁也不能忽视它对一辆车的重要性，而指挥这些电气全部是通过电子电气架构来实现。

什么是电子电气架构？简单来讲，电子电气架构就是把汽车里的各类传感器、中央处理器、线束拓扑、电子电气分配系统和软硬件整合在一起，实现整车的配置与功能，以及运算和动力、能量的分配。电子电气架构是伴随汽车功能的增多而演变，目前主流车企已经开始重点布局。

消费需求推动技术发展，传统电子架构遭遇挑战

新兴的消费理念和消费需求带动了新技术、新产业快速成长，或许很难想象，1885年卡尔·佛里特立奇·奔驰研制出世界上第一辆马车式三轮汽车时，还只是一个纯机械产品。

20世纪50年代的汽车也几乎没有电子设备，以1957年的雪佛兰Bel?Air为例，其内部结构十分简约，仅仅包括较为独立的少数系统如照明管理系统、电子仪表盘系统等。而如今汽车已经变成了可以和乘客对话，并且可以代替车主实现部分自动驾驶的智能生活化座舱。

当然这还远远不够，当下汽车“新四化“正引领汽车行业发生重要变革，用户体验系统、娱乐系统、互动系统和主动安全功能等都在不断完善提升，汽车功能会越来越多样、复杂，汽车搭载的电子模块、电气设备依然会以前所未有的速度增长。

而传统的电子电气架构采用增加ECU的方式添加新功能，这样会导致线束越来越多，不仅增加了汽车负荷带来了复杂的优化布局问题，也不具备可持续性，传统的汽车电子电气架构很难继续支持算力、车载电子设备以及汽车功能的持续增加。

汽车电气架构演变过程

为减少线束数量、通过多个LAN进行大量数据的高速传输，德国电气商博世公司于1986?年开发出面向汽车的CAN（Controller?Area?Network）总线通信协议。此后，CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，逐步成为欧洲汽车网络的标准通信协议。1991年发布的梅赛德斯-奔驰W140是世界上第一台装载CAN总线的汽车。

高速CAN总线结构

而后德尔福提出了电子电气架构（EEA）的概念，通过融合了多个较为独立的电子控制系统，通过整体的一站式设计来达到各个功能元件设备以及线束的最优化布局，在保证汽车动力总成、驱动、娱乐等系统正常运行的同时提高系统效率。

这里可以简单举个例子，特斯拉Model?3全车的线缆总长度达到了1.5km，而后在Model?Y身上就变成了100m。这样做的优势可想而知，更低的故障率、更轻的质量以及更低的成本，这些都是因为电子电气架构进化带来的提升。

特斯拉布线架构俯视图

各大车企全面布局，集成、开放、云更新成重点

为适应行业的发展和满足消费者的需求，各大车企都在加快电子电气架构布局，而且集成式EEA、开放系统架构（AUTOSAR）、FOTA?云更新成为重点发展方向，致力于实现每一款汽车产品都是由一个智能化的、可演化的电子电气架构打造而来。

各车企电子电气架构发展进度

大众、宝马、奔驰和沃尔沃等欧洲车企，基于新的车载高性能计算平台（HPC）的汽车电子电气架构开发工作。

比如大众简化汽车电子电气架构，减少电子控制单元数量，将来自?200?多个供应商的?70?个控制单元组合到三台中央车载计算机中，由中央计算机负责娱乐、安全、电池管理、车身控制等多项功能，进一步实现功能的集成。

大众的软件部门Car.?Software

而且为了保证在汽车创新方面的领先地位、缩短半导体开发周期，大众与全球领先的半导体供应商英飞凌合作开启了战略半导体计划，为未来的大众汽车提供成熟先进的技术解决方案，加速汽车的电动化、自动化趋势。

通用汽车也推出了新一代电子电气架构Global?B，旨在处理随着汽车变得更智能而带来的大量必不可少的数据负载。

通用的新一代电子电气架构将为下一代汽车产品开发中的电气化、主动安全、车载娱乐、智能互联以及Super?Cruise技术升级提供系统支持。其每小时能够处理多达4.5?TB数据，比目前通用汽车电子架构的运算能力增长5倍，大约相当于500部**，与此同时支持OTA升级。该架构已经率先搭载于2020款凯迪拉克CT5。

凯迪拉克电子电气架构

当然自主品牌也没有闲着，作为自主品牌的领导者，吉利在今年成都车展宣布开启“科技吉利4.0时代”，发布CMA超级母体。通过集中式的分布结构，CMA超级母体的电子电气架构能够向上兼容快速迭代的汽车电子产品，将传统燃油、混合动力和纯电动力与架构一同开发，保障车辆一贯驾驶性能，满足未来15年汽车的进化。

CMA超级母体电子电气架构

而且CMA超级母体在关键的总线数据方面，采用的FlesxPay总线传输速率是传统汽车CAN总线的20倍，确保CMA超级母体孕育的产品领先一步进入5G时代。

当然提到电子电气架构，必须要提的就是特斯拉。与传统车企最大的不同，特斯拉的电气架构具备安全、OTA便捷更新、线束数量少的多重优势，自研的FSD芯片以低成本实现了冗余架构且搭载了两块神经网络加速器，性能卓越。

特斯拉FSD芯片结构

尤其是OTA云更新，特斯拉可以像智能手机一样进行系统升级（OTA），而传统车企的OTA只局限于车载信息娱乐系统中地图等功能，却无法像特斯拉一样对车内温度、制动、充电等涉及车辆零部件的功能进行远程控制或升级。

写在最后：

毫无疑问，随着“新四化”的持续推进，汽车电气部分将会越来越重要，而这需要更先进的电子电气架构。尤其是5G技术的引入，自动驾驶要求更高的算力和更多传感器件，汽车内部的快速电子化，这些都将加快电子电气架构进化。相信未来必然会有更多整车厂像推出他们的整车平台一样，来热衷推出他们不断更新的整车电子电气架构。（来源于网络，侵权请联系编辑删除）

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

文/田忠朝

在自动驾驶量产应用上，特斯拉为何能遥遥领先？很多人认为是其强大的软件算法，其实软件算法固然重要，但拥有强大计算能力的感知和决策芯片也必不可少。

在过去PC时代，顶尖的芯片技术一直被英特尔、AMD这样的国外巨头垄断，直到移动通信时代随着华为、紫光展锐的崛起，国内才开始有了与苹果、高通相抗衡的芯片企业。

那么在自动驾驶芯片领域，我们与国外又有多少差距呢？

国外自动驾驶芯片处于什么水平？

目前国外自动驾驶芯片真正进入大规模量产车市场的也就三家：

英伟达

产品注重算力，但同时功耗也大，因此曾被马斯克调侃“性能一样的耗电更高，耗电差不多的性能弱鸡”。

这也直接让伤了面子的老黄决定不再挤牙膏，从橱柜里掏出了?其Drive?AGX?Orin新产品以及Ampere?架构旗舰产品Nvidia?EGX?A100芯片，这应该是目前世界上最高效的深度学习芯片，7nm制程工艺，算力624TOPS，功耗400W。

基于这枚芯片，英伟达造出了目前世界上算力最强的自动驾驶芯片方案——Drive?AGX?Robotaxi，算力?2000TOPS，但功耗高达800W，它的出现显然是冲着未来L5全自动驾驶秀肌肉的。

所以目前英伟达的主要实用产品还是Xavier，从小鹏?P7?到沃尔沃、奔驰、丰田的一些车型都在使用。另外如小马智行在美国的电动车队用的是英伟达?Pegasus，用于训练高等级自动驾驶汽车。

Mobileye

芯片产品算力不强但走实用路线，主要用于摄像头的数据感知，而并非中央域处理器。所以在早期的L2辅助驾驶车型市场占主流地位，包括小鹏G3、蔚来ES6/ES?8、广汽新能源Aion?LX都用了Eye?Q4芯片，算力?2.5TOPS，功耗?3W。

但随着自动驾驶等级的提升，中央域处理器的作用越来越大，Mobileye的产品就开始有点力不从心而被边缘化，虽然被英特尔收购后称会使用英特尔的?7?nm工艺“打磨”EyeQ5，但Eye?Q5算力依然只有24TOPS，功耗10W，它在自动驾驶解决方案中只能作为感知芯片处理图像等信息，无法进入“中央”决策层。

特斯拉

先后用过Mobileye、英伟达的芯片，后来嫌弃它们性能跟不上发展，从2016年开始自研芯片。

2019年4月份特斯拉FSD（Full?Self?Driving全自动驾驶）芯片正式以量产的形式发布，被马斯克誉为“世界上最好的芯片”，算力144TOPS，功耗72W，能效比2TOPS/W，就目前来说，确实是量产车最好用的自动驾驶芯片。

再来说说国内三家主流芯片企业发展程度

黑芝麻

近日，这家科技创业公司发布了公司成立四年来最重磅的产品，两款自动驾驶感知芯片华山二号A1000和A1000L（Lite）。

其中A1000使用台积电16nm工艺制造，算力40-70TOPS，功耗8-10W，从性能来看，它对标的将是特斯拉FSD和英伟达Xavier芯片。但是从能效比来说，A1000优势更明显。

特斯拉FSD算力144TOPS，功耗72W，能效比2TOPS/W；英伟达Xavier算力30TOPS，功耗30W，能耗比1TOPS/W。而华山二号A1000单芯片能效比超过6TOPS/W?,双芯片叠加组成的域控制器能效比也超过5TOPS/W。

而且它的自由组合度极高，根据黑芝麻给出的计算平台方案，?

单颗A1000L芯片适用于低等级级ADAS辅助驾驶；

单颗A1000芯片适用于L2+自动驾驶；

双A1000芯片互联组成的域控制器可支持L3级别自动驾驶；

四颗A1000芯片叠加可用于未来L4级别自动驾驶。

虽然用于L3/L4的方案看起来有点夸张，但从官方这介绍来看不可否认，这款芯片符合AEC?Q-100、单芯片ASIL?B、系统ASIL?D汽车功能安全要求，应该是目前极少符合以上所有安全标准的国产车规级芯片，也是目前能支持L3及以上级别自动驾驶的最强国产芯片。

寒武纪

前身是中国科学院计算技术研究所下，应该是最早进入大家视线的芯片公司，但该公司更专注于人工智能领域，早在2016年就发布了首款商用深度学习处理器寒武纪1A。

同时还有两款用于人工智能芯片IP授权的产品Cambricon-1M和Cambricon-1H，用于手机或者汽车终端上的人脸识别、指纹识别、障碍物识别、路标识别等应用加速。

此外寒武纪也发布了两款用于边缘计算（指在靠近智能设备（终端）或数据源头（云端）的一端，提供网络、存储、计算、应用等能力，达到更快的网络服务响应，更安全的本地数据传输。）的人工智能加速卡，思元220和思元270，在边缘计算中起着提高数据安全、降低处理延时以及优化带宽利用的作用。

性能上思元270满血版（F4）算力达到128TOPS，功耗70-150W，与早期的英伟达Tesla?T4计算卡（算力130TOPS，功耗75W）性能相近，但该卡定位是为桌面环境提供数据中心级人工智能计算力，简而言之就是为台式机配的高性能人工智能加速卡。

地平线

由前百度深度学习研究院常务副院长余凯于2015年创立的，专注于自动驾驶与人工智能芯片。

相比大多数注重硬件算力的芯片公司，地平线更注重以“算法+芯片”为核心的嵌入式人工智能解决方案，简单来说就像安卓机与苹果的区别，安卓手机更追求硬件性能，软件系统由不同厂商自己匹配；而苹果手机硬件和软件系统是一体设计的。

在产品方面，地平线目前拥有用于边缘人工智能的征程二代芯片，算力4TOPS，功耗2W，主要用于自动驾驶中对车辆、行人和道路环境等目标的感知，类似MobileyeQ系列芯片。

此外是用于AIoT边缘计算的旭日二代芯片，算力4TOPS，功耗2W，主要用于智能家居、智慧城市、智能安防、工业机器人等应用领域。

当然，地平线也推出了基于征程芯片的自动驾驶解决方案——Matrix，其中Matrix二代拥有16TOPS的等效算力，可用于摄像头等传感器的数据感知和融合。预计今年将发布的Matrix三代，将拥有192TOPS的算力，功耗48W，可以竞争特斯拉FSD芯片。

最后

我们整理了目前一些主要芯片参数性能，可以看出，国内自动驾驶芯片在超前研发方面可能与国外老牌企业还有一定差距，但是在同一起跑时间点上大家的差距并不大，例如黑芝麻芯片产品在性能和功耗上已经可以与特斯拉掰手腕了。

可以预见，未来自动驾驶技术必然是各国竞争的高地，而自主可控的芯片技术对于增强我国自动驾驶行业整体实力来说将会有很大的帮助。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。