(文章來源:BAO愛車工作室)
科技成果的達成往往不是一蹴而就,就像電腦游戲中的"科技樹",需要一步一個腳印逐個達成,最終積累成一個里程碑式的結果。不過,往往促成意想不到大成就的,是研發過程中不經意的一小步。例如汽車輪胎中的硫化橡膠,來源于帆布鞋的硫化大底,汽車風擋用的不會碎片飛濺的鋼化玻璃則來源于防毒面具中眼部的夾層玻璃。而自動駕駛的計算單元芯片,溯源于電腦顯卡的GPU。
GTC大會名字的全稱是GPU Technology Conference,GPU技術大會,而GPU的全稱是Graphics Processing Unit,也就是圖形處理單元的簡寫。CPU像一名非常能干的教授,單兵作戰能力很強, 給他任何難題他都能解決的很好。而GPU則是一群具備簡單計算能力的學生,雖然單兵作戰能力不強,但是可以快速處理大量簡單的工作。由于3D顯示技術的發展,電腦需要計算大量的像素內容,雖然單個像素的計算并不復雜,但如果讓CPU挨個處理上百萬個像素,一方面大材小用, 一方面也比較耗時,效率不高。教授處理有難度單任務的能力是碾壓學生的,但是對于沒那么復雜的任務,還是頂不住人多,這時,GPU的先天優勢得以顯現。
隨著時代的發展,人們發現GPU處理數量繁多簡單任務的能力,不僅可以用于顯卡,也可用于具有極高的可預測性和大量相似的運算以及高延遲、高吞吐的架構運算。例如自動駕駛中涉及到的數據融合以及行為預測就是其中之一。進而GPU成為了汽車自動駕駛與車載信息娛樂領域核心的處理單元。
每次的GTC大會,都少不了重磅硬件的發布。全新一代專攻自動駕駛的SoC芯片被命名為Orin,并在大會上正式發布。在這里先解釋一下SoC的含義。與純電動汽車中State Of Charge(充電狀態)不同,這里的三個字母是System-on-a-Chip的縮寫。可被翻譯為系統級芯片,或片上系統。如果說中央處理器(CPU)是大腦,那么SoC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的復雜系統。
Orin平臺內置的芯片由170 億個晶體管組成,由英偉達團隊耗時四年打造。Orin SoC 集成了英偉達新一代GPU 架構和Arm Hercules CPU 內核以及全新深度學習和計算機視覺加速器,每秒可運行200 萬億次計算,幾乎是英偉達上一代Xavier 芯片性能的7 倍,Xavier每秒可運行30萬億次計算。這款芯片計劃于2022年開始量產上市。
其實,早在2018 年CES展上,英偉達發布的全球首款自主機器處理器——NVIDIA DRIVE Xavier已是石破天驚。BAO愛車工作室在2015年,有幸參加了百度率先在國內進行的L4級自動駕駛測試。當時使用的試驗車平臺基于寶馬3系GT改造而來。選擇3系GT的原因是其擁有一個超大的后備箱,由于計算系統使用的是多顆傳統服務器級CPU,導致體積過于龐大,只有這款車的后備箱可以勉強承載。但采用Xavier為核心的計算單元,大小僅如一塊顯卡,為車輛的布局節省了大量空間。后續德爾福的L4級demo car以及即將于明年量產的小鵬P7都采用了Xavier為核心的系統,已克服了早期計算單元體積過的弊病。
但隨著自動駕駛研究的不斷深入,整個業界對于自動駕駛難度的認知不斷更新。大量的特殊案例(Corner Case)涌現,使得傳感器的數量和數據計算量比此前業界的預估值大幅提升,這也就對單車的運算能力有了更大的要求,再加上車內智能化的快速發展,語音識別與車載智能助手的功能也在不斷完善,對車輛算力的要求也與日俱增。
為了應對此需求,Orin應運而生,雖然體積未變,但計算能力已大幅提升。更為重要的是,在軟件的兼容性和安全性方面也有較大幅度改進。在大會演講中黃仁勛表示,Orin的軟件系統向下兼容,此前的Xavier平臺研發成果都可在Orin平臺使用,其性能會得到增益。就好比購買索尼的PS3游戲機,會兼容此前購買的PS2游戲一樣,可謂開發者節約大量的開發成本。
在安全性問題上,BAO愛車工作室對此專門提問英偉達CEO黃仁勛,Orin的設計是否充分考慮了未來車企EEA架構高度集成的設計需求,以及由此帶來的安全隱患問題。黃仁勛給出的回答是:三重機制保障安全。
第1, Orin支持虛擬機軟件隔離,即通過模擬器將應用層與系統層隔離;第2, 所有程序訪問內存都是加密的;第3, Orin有一個足夠快的加密引擎,把所有寫入內存存儲和網絡的數據都進行加密。有私鑰和公鑰兩把密鑰,私鑰可保證自己使用的機器是統一的,即每一臺車都是獨一的。此外,私鑰的通信也是私下進行的,可保障通信通道安全和計算機安全,防止被篡改。
黃仁勛告訴BAO愛車工作室:"Orin的(安全)設計就像數據中心一樣,而不是簡單的一個芯片。"
(責任編輯:fqj)
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