如今的行業(yè)現(xiàn)狀,從流行詞就可窺見一斑,“智能”“數(shù)據(jù)”“芯片”“算力”“車云”等詞匯每天都必聽上/談起個幾(十幾)次……
各個車企的目標,或者直白點兒-目的:“站在行業(yè)頂端,構筑企業(yè)護城河,前突后防,保證利益的長長久久最大化”,為了這個目標,就一定會加入智能化賽道,滿足“人們對美好生活的向往”;而這個賽道中,最難的就是“數(shù)據(jù)量大,算力有限”……
?一、數(shù)據(jù),及對數(shù)據(jù)計算的要求
一句話,數(shù)據(jù)從多個渠道奔涌而來~
① 車端傳感器的數(shù)據(jù):
以常見的“5R11V1L”舉例-- 5個毫米波雷達,探測障礙物;11個攝像頭,捕捉圖像,識別道路標識、車輛、行人等目標; 1個激光雷達,構建環(huán)境模型……以一個高清攝像頭每秒拍攝30幀、每幀數(shù)據(jù)量為2MB來計算,僅攝像頭每秒產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量就高達數(shù)百MB了
② 傳統(tǒng)執(zhí)行器的電控化
目力可及,傳統(tǒng)機械執(zhí)行器也在走向電控化。例如轉向、制動這些關鍵底盤部件,傳統(tǒng)的機械轉向逐漸被電子助力轉向取代,電子制動系統(tǒng)也越來越普及;某車型的底盤控制系統(tǒng)中,僅轉向和制動相關的控制器數(shù)量就是5個,以往通過機械直接動作,當下都需要以數(shù)據(jù)方式進行傳輸,運算,處理,再執(zhí)行。
③ 車-云 傳輸?shù)慕粨Q數(shù)據(jù):
隨著5G及5G+技術,車輛能夠以更快的速度與云端進行數(shù)據(jù)傳輸。據(jù)統(tǒng)計,一輛聯(lián)網(wǎng)汽車每天與云端交互的數(shù)據(jù)量可達數(shù)GB,車輛需要實時上傳行駛軌跡、駕駛行為等數(shù)據(jù),同時接收云端推送的地圖更新、軟件升級包以及各種指令……
?二、算力
獲取數(shù)據(jù)是為了應用,這么龐大的數(shù)據(jù)量,絕對需要強大的計算能力才能計算的精+準,滿足自動駕駛,操控自如,車內娛樂等多種場景需求。
提到算力,就一定會提到智駕的算力需求,和芯片的算力供給。實現(xiàn)L2級別的自動駕駛,算力需求大約在2 – 20 TOPS(每秒萬億次操作) ;以保證車輛實現(xiàn)如自適應巡航、車道保持等基礎功能;更高級別的L3及以上自動駕駛,算力需求則直接飆升至100 TOPS以上;英偉達Orin芯片算力254 TOPS ;即將問世的Thor(索爾)芯片算力為2000 TOPS。
那就這樣一直你追我趕拼下去么?算力就不會遇到瓶頸么?
① 摩爾定律的“疲態(tài)”
如今,芯片制造工藝已經(jīng)逐漸逼近物理極限,摩爾定律開始“力不從心”,硬件性能提升的速度明顯放緩。就拿芯片制程工藝來說,從早期的幾十納米,到如今的5納米甚至3納米,每一次制程的進步都變得愈發(fā)艱難,研發(fā)成本也呈指數(shù)級增長
② 硬件算力的參差不齊
硬件層面,目前車輛中廣泛使用的控制器里,系統(tǒng)級芯片(SoC)的數(shù)量和算力參差不齊。一些車型的座艙控制器可能僅配備單個SoC,算力在幾TOPS到十幾TOPS不等;而智能駕駛域控制器,可能集成了多個高性能SoC,這些不同算力的SoC如何協(xié)同工作,也是對開發(fā)及系統(tǒng)的考驗
③ 研發(fā)測試成本不堪重負,消費者不買賬
過高的硬件配置,首先帶來的就是車輛成本的大幅增加。以一款搭載高端智能駕駛芯片的車型為例,僅僅芯片成本就可能高達數(shù)千元,再加上與之配套的硬件設備,整車成本可能增加數(shù)萬元。這不僅導致消費者購車成本上升,開發(fā)成本的增加也讓車企壓力山大。
隨著硬件配置的提高,車端軟件量也會相應增加。更多的軟件代碼意味著更多的潛在漏洞和風險,據(jù)統(tǒng)計,軟件代碼量每增加10%,出現(xiàn)bug的概率可能會提高5% - 10%。這不僅增加了軟件測試和維護的難度,還可能導致車輛在使用過程中出現(xiàn)各種故障,影響用戶體驗和行車安全
?三、算法
上文提到 “應用”,本節(jié)進階到“高效應用”
對于車企而言,一味堆疊硬件并不能構筑起堅固的競爭壁壘。在全球化的汽車零部件市場中,你能夠采購到的硬件,競爭對手同樣可以獲得。即使是自研芯片,如果不能與自家的軟件深度融合,也難以發(fā)揮出最大優(yōu)勢。真正能夠贏得消費者青睞的,是車輛整體的使用體驗,包括流暢的交互界面、精準的智能駕駛輔助、穩(wěn)定可靠的性能等,而這些都離不開軟件能力的提升和算法的優(yōu)化
以特斯拉為例,如Model 3和Model Y部分版本,一直沿用相同算力水平的FSD芯片,算力維持在144TOPS ,硬件配置也相對固定——特斯拉通過軟件的優(yōu)化,不斷提升了自動駕駛能力。其Autopilot系統(tǒng)從最初僅能實現(xiàn)簡單的輔助駕駛功能,到能夠實現(xiàn)導航輔助駕駛(NOA),車輛在高速上可根據(jù)導航路線自動進出匝道、變道超車。也就是說,通過軟件算法的迭代升級,特斯拉能更精準地識別道路上的各種標識和路況,提升自動駕駛的安全性和可靠性。
這充分證明了,即使硬件算力沒有提升,軟件的優(yōu)化也能帶來自動駕駛能力的顯著進步
算法,是大腦的智慧統(tǒng)籌,合理應用數(shù)據(jù)的方法,而這一核心,確實又是最難,最耗時,也最慢見成效的,這可能也是為什么大家都去比拼算力的原因了。
?四、對于龐大數(shù)據(jù)量的計算和處理,可以從以下幾個方面提升效率
① 軟件算法的持續(xù)優(yōu)化
軟件算法的優(yōu)化從未停歇。以圖像識別算法為例,早期識別一張汽車前方的行人圖像可能需要耗費大量算力,且準確率不高。但隨著深度學習算法的不斷改進,如今只需較低的算力就能實現(xiàn)更高準確率的識別。據(jù)研究表明,通過優(yōu)化算法,在相同算力條件下,圖像識別的準確率能夠提高20% - 30%。
② 云端算力的轉移
5G網(wǎng)絡的高速率、低延遲特性,使得車輛與云端之間的數(shù)據(jù)傳輸變得高效穩(wěn)定。未來,云端將承擔大量復雜的數(shù)據(jù)處理、運算和存儲工作。比如,車輛在行駛過程中產(chǎn)生的海量傳感器數(shù)據(jù),可以實時上傳到云端進行分析處理,云端再將處理結果反饋給車輛,指導車輛的行駛決策。而車輛自身,只需保留一定的基礎算力,用以保證諸如緊急制動、轉向等基礎功能的正常運行。
③ 量子計算
令人期待的是,量子計算技術正在快步向汽車領域走來。量子計算機的強大算力,有望在瞬間完成傳統(tǒng)計算機需要數(shù)小時甚至數(shù)天才能完成的復雜運算,這將為車端算力帶來質的飛躍。一旦量子計算在汽車領域得到應用,車輛的智能決策能力將達到一個全新的高度。
?五、 車企的護城河
企業(yè)要想構建護城河,靠硬件,芯片,算力的技術堆疊,是不夠的,還是要回歸最重要的“用戶需求的洞察”,佐以適度的“硬件”和優(yōu)質的“軟件”,才能保持領先,簡單粗暴地比拼算力,其實恰恰暴露了軟件能力的短板。我們要明白,好的用戶體驗并非單純依賴強大的硬件,強大的硬件也并不必然能帶來優(yōu)質的體驗。
用戶在選擇汽車時,并不會把復雜的硬件參數(shù)作為唯一的考量標準。他們更關心的是,在日常駕駛中,車輛是否能夠提供舒適、便捷、安全的體驗。一輛軟件優(yōu)化出色、硬件配置適中的汽車,往往比一輛硬件堆砌但軟件體驗不佳的汽車更具吸引力。
車企們真的應該轉變思路,告別“軟件不行硬件來湊”的做法,把更多的精力和資源投入到軟件能力的提升上。通過優(yōu)化算法、提高軟件質量,打造出更加智能、高效、穩(wěn)定的汽車產(chǎn)品。只有這樣,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地,迎接汽車智能化時代的真正到來。
侯哥工作感悟:侯哥?@Roy 專注汽車電子電氣架構開發(fā)
刪改編:娜可不敢