智東西（公眾號：zhidxcom）
文 | 韋世瑋 心緣
智東西8月30日消息。今天，AI芯片獨角獸地平線發布國(guo)內首款已量產車規級邊緣AI視(shi)覺(jue)芯片——征(zheng)程2.0。
該芯片等(deng)效算力超過4TOPS，典型功耗僅為2W，采用地平(ping)線二(er)代BPU架構，達(da)到車規級AEC-Q100標(biao)準，能夠實(shi)現多(duo)(duo)類AI任務(wu)處理，并對多(duo)(duo)類目標(biao)實(shi)時(shi)監測(ce)和(he)精準識別。
據悉，該芯(xin)(xin)片早在(zai)今年年初已(yi)成功流片，并(bing)在(zai)正式量(liang)產前完成了芯(xin)(xin)片的功能性(xing)(xing)(xing)和穩定性(xing)(xing)(xing)測試，以及系統(tong)軟件開發和穩定性(xing)(xing)(xing)調試。
基于征程2.0，地平線推出了面向ADAS市場的征程二代視覺感知方案，同時發布了將于明年正式上市的全新Matrix自動駕駛計算平臺。
此外，地平(ping)線還在現場揭示了其(qi)車規級AI處(chu)理(li)器的(de)Roadmap發(fa)展路線圖。
據(ju)地(di)平線創始人&;CEO余凱介紹，當前地(di)平線基于征程2.0的計算(suan)平臺，算(suan)力達16TOPS，整(zheng)個(ge)系(xi)統功耗僅20瓦。
明年，地平線目(mu)標推出(chu)面向L4/L5 征(zheng)程3.0芯片，整個計算能力(li)達(da)到192TOPS，功耗僅48瓦，實際車載計算算力(li)將是(shi)特(te)斯(si)拉自動(dong)駕駛平臺(tai)的三(san)倍。
余凱說，到2025年，地(di)平線要推動車載AI計算平臺達到達到1000TOPS，這是一個標志性的象征。
這(zhe)是因(yin)為(wei)，車(che)載(zai)人(ren)(ren)工智能計算(suan)(suan)1000TOPS算(suan)(suan)力(li)(li)達(da)到人(ren)(ren)類(lei)大腦的(de)(de)算(suan)(suan)力(li)(li)。他認為(wei)，真正實現無(wu)人(ren)(ren)駕駛，所要求的(de)(de)車(che)載(zai)AI處理(li)器(qi)必須是超級計算(suan)(suan)機，它的(de)(de)算(suan)(suan)力(li)(li)規模應該(gai)是1000TOPS。
一、等效算力超4 TOPS，典型功耗僅為2W
征程2.0芯片現已量產(chan)，集成了雙核Arm Cortex A53，以(yi)及自研的雙核地平(ping)線二代BPU架構，達到車規級(ji)AEC-Q100標準。
性能(neng)方面，其等(deng)效算力(li)超(chao)過4 TOPS，采用17mm*17mm的BGA388封(feng)裝工(gong)藝(yi)，以及28HPC+低功耗CMOS工(gong)藝(yi)，其典型功耗僅為2W。
另外(wai)，該芯片最大輸(shu)入分別(bie)率為4K，支持(chi)雙路視頻輸(shu)入。
地平線創始人(ren)&CEO余凱表(biao)示，征程2.0的推出(chu)對(dui)自動駕(jia)駛(shi)領域技術的多元化發展具有重要(yao)意(yi)義。
一(yi)方面，它(ta)不僅(jin)能(neng)夠處理多(duo)類AI任務，對多(duo)類目(mu)標(biao)進行實時檢測和(he)精(jing)準(zhun)識別。
另(ling)一方面(mian)，它(ta)支持主流深(shen)度(du)學習框架，還能夠滿(man)足自動(dong)駕(jia)駛的(de)(de)視(shi)(shi)覺感知、視(shi)(shi)覺建(jian)圖定位、視(shi)(shi)覺ADAS等多種自動(dong)駕(jia)駛場(chang)景(jing)的(de)(de)需求。
同(tong)時，基于自身BPU架構的優勢(shi)和(he)靈活(huo)性，征程2.0還可以實現人機交互功能(neng)，例如語音識別、眼球跟蹤和(he)手勢(shi)識別等，進(jin)一步提升汽車智(zhi)能(neng)化。
二、征程2.0的四大優勢
余凱還為大家(jia)介紹了(le)征(zheng)程2.0的(de)主(zhu)要優勢，具體表現在以(yi)下4個方面(mian)：
1、高算力利用率
其(qi)典型算法模型在(zai)征(zheng)程2.0芯(xin)片(pian)上處理器的利用率可高于90%。
2、算力有效性
配合高效的算法，征程2.0的每TOPS算力(li)可(ke)以(yi)處理的幀數(shu)可(ke)以(yi)達到同等算力(li)GPU的10倍(bei)以(yi)上。
3、感知可靠性
征(zheng)程2.0識別精(jing)確(que)度大于(yu)99%，延(yan)遲低于(yu)100毫(hao)秒；
4、感知豐富性
征(zheng)程2.0能夠支持多(duo)任(ren)(ren)務人工智能計算，實現(xian)像素級語義分割，2瓦功耗的處理器可以(yi)跑語義分割、檢測(ce)、分類、跟蹤等很多(duo)任(ren)(ren)務，可識別超(chao)過60個類別的目標，單幀目標識別數(shu)量(liang)超(chao)過2000個。
自征程2.0流片后，它(ta)在視覺感(gan)知(zhi)輔助駕駛(shi)(shi)、高級別(bie)自動駕駛(shi)(shi)、眾包高精地(di)圖(tu)與定位和(he)智能(neng)人機交(jiao)互這四大智能(neng)駕駛(shi)(shi)應用場(chang)景，已獲得(de)一定的成(cheng)就(jiu)和(he)突破。
地(di)平線憑借征程(cheng)2.0車規(gui)級AI芯片，已獲得來(lai)自5個國(guo)家(jia)的(de)客戶的(de)前裝定(ding)點項目，為產品的(de)大規(gui)模(mo)商業化落(luo)地(di)打下基礎。
三、配備AI芯片工具鏈，Matrix平臺再升級
基于(yu)征(zheng)程(cheng)2.0芯片(pian)，地平(ping)線還提(ti)供一套完整的AI芯片(pian)工(gong)具鏈，名(ming)為(wei)地平(ping)線“天工(gong)開物(wu)”（Horizon OpenExplorer）。
這是一套支持訓練和預測的全棧工具鏈，能通過自動(dong)化(hua)編譯優化(hua)，從而高效(xiao)地使(shi)用算力，幫客(ke)戶更快面(mian)向(xiang)實際(ji)場景，完成(cheng)AI應用的開發。
“天工(gong)開物”包含模型(xing)結構檢查器(qi)、性(xing)能(neng)分(fen)析器(qi)、模型(xing)編譯器(qi)和模擬器(qi)等工(gong)具，并配備(bei)和模型(xing)、性(xing)能(neng)、產品(pin)(pin)方案(an)相關的諸多例(li)子，如精度測(ce)試、模型(xing)訓(xun)練、關鍵芯片模塊(kuai)參考和視頻/圖片回灌參考等，以幫助客戶加(jia)快產品(pin)(pin)落地的進程。
除了軟件工具包外，地平線還推出了基于征程2.0，推出了面向ADAS市場的征程二代視覺感知方案，和將于明年正式上市的全新Matrix自動駕駛計算平臺。
征(zheng)(zheng)程(cheng)2.0視覺(jue)感(gan)知解決方案，可在(zai)低(di)于100毫(hao)秒(miao)的(de)延遲下，實現(xian)多達(da)(da)24大(da)類的(de)物體(ti)檢測以及上百種的(de)物體(ti)識別(bie)，每幀高達(da)(da)60個(ge)目標及其特(te)征(zheng)(zheng)的(de)準確感(gan)知與輸(shu)出。
據悉，其車輛(liang)及行人測距測速誤差均優于國際同(tong)等(deng)主流方案。
另外，針對國(guo)內市場(chang)的特點，該(gai)方案還(huan)專(zhuan)門針對中國(guo)道路和場(chang)景進行了(le)優化(hua)，如特殊車(che)道線(xian)、紅綠(lv)燈倒計(ji)時檢測、車(che)輛突然斜向插(cha)入(ru)等。
相比上一代Matrix，Matrix 2.0在算力提(ti)升高(gao)達16倍的同時(shi)，功耗僅為(wei)原來的2/3。
它同時可支持高達800萬像素、12路(lu)4K高清視頻的輸入，能(neng)實現(xian)10類車型分類與車燈檢(jian)測、6類車道線(xian)檢(jian)測、行人與騎(qi)車人速度朝向預測，且行人檢(jian)測距離達100米，延時低于60毫秒，功耗也低于22W。
在商業化應用(yong)落地上，Matrix 2.0面(mian)向(xiang)無(wu)人低(di)速小車、自(zi)動駕(jia)駛(shi)運營車隊以及商用(yong)車/干線物流，進一步滿足不同國家、不同場(chang)景的自(zi)動駕(jia)駛(shi)需求。
余凱稱，其Matrix自動駕駛的計(ji)算平臺目前(qian)是世(shi)界上(shang)面出貨量最大的兩個車載計(ji)算平臺之(zhi)一。
地平線(xian)去年已(yi)向國外用戶(hu)交(jiao)付(fu)百(bai)臺自(zi)動駕駛(shi)(shi)車(che)載計(ji)算平臺，今年又簽下(xia)了(le)上千臺的自(zi)動駕駛(shi)(shi)計(ji)算平臺的訂單。
余凱還(huan)表示，地平(ping)線明年將發(fa)布(bu)基于征程(cheng)3.0的Matrix自動(dong)駕駛計算(suan)(suan)平(ping)臺，其算(suan)(suan)力將高達(da)192 TOPS，功耗為48W，擁有(you)芯片級功能(neng)安全，比特斯拉自動(dong)駕駛平(ping)臺的算(suan)(suan)力更高、功耗也更低。
據他介(jie)紹，特斯拉的(de)自(zi)動駕駛平臺算力是144TOPS，但它的(de)芯(xin)片(pian)(pian)不帶(dai)單芯(xin)片(pian)(pian)級(ji)功能(neng)安全等級(ji)，是兩款芯(xin)片(pian)(pian)所(suo)導致的(de)冗余，實際能(neng)夠真正用于(yu)車載計算的(de)算力只(zhi)有一半，即72TOPS。
而地平(ping)線是征程三代處理器帶芯片(pian)級的功能安全，單芯片(pian)上面(mian)提供(gong)足夠的冗(rong)余設計，192TOPS全部可用于做計算，算力將近是特(te)斯拉車載(zai)計算平(ping)臺的3倍。
四、征程系列發展路線圖全披露
現場，地平線也揭示了征程系(xi)列車(che)規級(ji)AI處理器的Roadmap發展(zhan)路線圖。
明年，地平線將(jiang)發布(bu)16nm的J2A。
地平線的第三代(dai)車規級(ji)(ji)AI處理(li)器J3，性能達(da)(da)到預(yu)控(kong)制級(ji)(ji)L3，符合(he)功(gong)能安全(quan)車規級(ji)(ji)，除了滿足可靠性AEC-Q100，還符合(he)功(gong)能安全(quan)，芯片達(da)(da)到ACILB，系統(tong)達(da)(da)到ACILD，并有保密價值加密機制，整體提供了安全(quan)可靠的芯片為自動駕(jia)駛護(hu)航。
J3將基于(yu)BPU三代(dai)架(jia)構(gou)(gou)，協同CPU、CV等形(xing)成異構(gou)(gou)計算，在智能(neng)駕駛場景下達到最(zui)優(you)。其整個(ge)SoC支(zhi)持多(duo)達8路以上的(de)(de)視頻輸入，并(bing)支(zhi)持4K，地平線會將包(bao)括數據(ju)通(tong)路在內的(de)(de)整個(ge)架(jia)構(gou)(gou)做優(you)化(hua)，最(zui)后達到一個(ge)極好(hao)的(de)(de)效(xiao)果。
之(zhi)后，地平線還會推出J3 max，目前已在(zai)規劃中，可能(neng)采用7nm等更先進(jin)工藝，針(zhen)對(dui)L4、L4+高性能(neng)車規級(ji)處理器(qi)，可支持多達(da)12路，算力達(da)100TOPS，功(gong)耗目標(biao)是(shi)25瓦，芯(xin)片(pian)等級(ji)達(da)C或D。
五、車規級芯片設計的兩大挑戰
相比消費電子類(lei)產品(pin)中的(de)芯片(pian)，車規級芯片(pian)設計通常面臨兩(liang)大挑戰。
1、對性能質量要求高
面(mian)對海量計算和復雜場(chang)景，車規(gui)級芯(xin)片(pian)對安全性(xing)、可(ke)靠(kao)性(xing)、穩(wen)定性(xing)有極高要求。
由(you)于汽車(che)在運(yun)動環境中工作，可能遇(yu)到更多振動和沖擊(ji)，這要求(qiu)芯(xin)片有更強(qiang)的(de)抗震(zhen)能力，能應對各種極端惡劣的(de)環境或突發情況。
相比消費類(lei)電子(zi)，汽車(che)可適應的溫度(du)范圍更(geng)廣，但對故障的容(rong)忍度(du)為(wei)0，毫秒級延時(shi)都有可能攸關生(sheng)死(si)。
因此，車規級芯片(pian)在可靠性、質量系(xi)統和安(an)全系(xi)統，都必(bi)須達到相應的車規級標準。
另(ling)外，車(che)(che)載(zai)(zai)環境(jing)下，數據的(de)吞吐非常(chang)大，所以需要(yao)高效(xiao)的(de)計算帶(dai)來的(de)功耗，新能(neng)源(yuan)車(che)(che)很燒電車(che)(che)，在封(feng)閉環境(jing)中散(san)熱效(xiao)果也(ye)不好，車(che)(che)載(zai)(zai)環境(jing)對能(neng)耗效(xiao)率(lv)的(de)要(yao)求(qiu)又很高。
2、投入高、周期長、難度大
車規級芯(xin)片對(dui)協同全產(chan)業鏈的綜合能力要(yao)求高，開發周期長，難度高。
海量計算(suan)必然需求(qiu)一個非常龐(pang)大強悍的(de)計算(suan)平(ping)臺資(zi)源(yuan)，這樣的(de)一個計算(suan)平(ping)臺資(zi)源(yuan)帶來很高的(de)成(cheng)本。
整個車規級AI芯片從(cong)研發到產(chan)品導(dao)入，開發周期非常久。
設計流片(pian)需(xu)18-24個(ge)月(yue)，通(tong)過車規(gui)級認(ren)證(zheng)(zheng)系統方(fang)案開發又(you)要12-18個(ge)月(yue)，后續還將面臨24-36個(ge)月(yue)的(de)整車集(ji)成和測試驗證(zheng)(zheng)，再到最后的(de)量產(chan)部署和迭(die)代提(ti)升，總計耗(hao)時(shi)至(zhi)少(shao)5-7年。
六、余凱：軟件將占整車成本更大比例
余凱認為，車(che)載(zai)的計(ji)算(suan)會(hui)從今天(tian)一個分布式ECU架構(gou)，慢慢會(hui)演(yan)(yan)進到域控制器，最終(zhong)演(yan)(yan)變到中央計(ji)算(suan)機。
分(fen)布式ECU是多個(ge)小處理器分(fen)別(bie)處理一些小任務，車的整個(ge)性能是主(zhu)體，而域(yu)控制(zhi)器會把汽(qi)車運算出來(lai)分(fen)成幾個(ge)域(yu)。
這時(shi)，汽車(che)已經開(kai)始(shi)展現了四個輪子上面的超級計算(suan)機：越來越多是數據、決(jue)策、人(ren)機交互、以(yi)及人(ren)在體驗數字下面的便捷性(xing)。
余凱說，大概到2025年前后(hou)，汽(qi)車(che)會展現出跟今天人們理(li)解的PC還(huan)有移動產業(ye)發(fa)展格局的本質(zhi)屬性，會變成四個輪子上面超級(ji)計算機(ji)。
這(zhe)種域控制器會(hui)往中(zhong)央(yang)計算單元去(qu)發展。其(qi)中(zhong)汽車(che)整車(che)的成本結構(gou)里面會(hui)發生翻天覆地的變化。
“以前硬件(jian)是(shi)整車結構最重要的(de)，2025年(nian)甚至越到未來(lai)，你會發現這里面的(de)計(ji)算(suan)平(ping)臺，以及軟(ruan)件(jian)是(shi)整車成本里面最重要、占比最大的(de)。”余凱表示。
余(yu)凱表示，自(zi)動駕(jia)(jia)駛的(de)落地時間(jian)比預期晚到(dao)，到(dao)2024年L4能否實(shi)現量產可能存在變數，當前主流的(de)智能駕(jia)(jia)駛仍以L2、L2+的(de)自(zi)動駕(jia)(jia)駛能力為主。
結語：地平線的自動駕駛商業化成績單
在征(zheng)程(cheng)2.0宣布量產之際，地(di)平線也對(dui)外(wai)展示了其智能駕駛商業(ye)化的成績單。
目(mu)前，地(di)平線已獲得美、德(de)、中、日全球四大主(zhu)流汽車市場的(de)重量級(ji)客戶，同奧迪、博世、上汽、廣汽、長安、比亞迪等國(guo)內外頂級(ji)Tier1和汽車廠商(shang)(shang)，以及(ji)禾(he)賽科(ke)技(ji)、高新興、首汽約車、SK電訊等科(ke)技(ji)公(gong)司及(ji)出行服務商(shang)(shang)達成戰(zhan)略(lve)合作。
在(zai)后裝市場，地(di)平線已同包括首汽約車、SK電訊在(zai)內的(de)多家國內外知名(ming)出(chu)行服務商、運(yun)營商達成合作。
基于(yu)其(qi)AI芯片及(ji)算法，地平線(xian)將為這些(xie)合作(zuo)伙伴(ban)提供助駕駛（ADAS)、車(che)內多模交互、高精地圖建(jian)圖與定位等一系列(lie)智能(neng)化解(jie)決方(fang)案，并(bing)已實現(xian)批量部署(shu)，預計(ji)未(wei)來兩三年內能(neng)夠部署(shu)上千萬輛(liang)汽車(che)。
另外，地平線AI芯(xin)片(pian)及解決方(fang)案Matrix也和(he)國內(nei)外自動(dong)駕駛(shi)廠商、Robotaxi運營車(che)隊(dui)建立(li)合作，目前(qian)已在(zai)海內(nei)外賦能上千輛L4級別的自動(dong)駕駛(shi)車(che)輛。
據悉，Matrix已成為全球L4自動駕駛(shi)計算(suan)平臺(tai)的明星產品，未來兩三年將有望到(dao)達萬級規(gui)模的出貨(huo)。
車(che)(che)規級(ji)芯片(pian)成功流片(pian)后，地平線(xian)已在(zai)高級(ji)別自動駕駛、輔助駕駛（ADAS）、多模交互等方(fang)向斬獲(huo)多達(da)5個國家的(de)客戶的(de)前裝定點，并有望于明年(nian)上半年(nian)獲(huo)得雙位數的(de)前裝車(che)(che)型定點。
率先搭載地平線車(che)規(gui)級(ji)AI芯片(pian)及解決方(fang)案的量產車(che)型最早將(jiang)于明年(nian)年(nian)初上市。
由于前裝(zhuang)市場(chang)的(de)高準(zhun)入門檻，前裝(zhuang)定點及量產被視為評判車規級AI芯片大規模商業(ye)化能(neng)力(li)的(de)首要指標。
地平線副(fu)總裁、智能駕駛產品線總經理張玉峰(feng)表示，征程芯片兩年內將有(you)百萬(wan)量級的前裝(zhuang)裝(zhuang)車量，五年內則有(you)望完(wan)成千萬(wan)量級的目標。
