汽车芯片进入5nm时代,高通连发两款新品,明年上车

智东西 · 2021-01-27
汽车芯片终于追上了消费电子的脚步。

编者按:本文来自微信公众号“车东西”(ID:chedongxi),作者:James,编辑:晓寒,36氪经授权发布。

昨夜,高通在全球第一个发布了5nm汽车芯片,并且一次性发布了两颗!

首先是发布第4代骁龙汽车数字座舱平台,该平台基于高通全新研发的SoC芯片和基础软件,可让车企打造更加智能化的数字座舱。

该平台的核心是一颗SoC,内部整合了第6代高通Kryo CPU、多核高通AI引擎、第6代高通Adreno GPU等核心,整体配置对标旗舰手机SoC骁龙888,可在车内支持多块高清屏幕。内置的AI引擎支持多音区语音交互、驾驶员监测等AI应用,并且支持高通5G和5G C-V2X网络连接。

最重要的是,该颗SoC将基于目前最先进的5nm制程打造,在性能和功耗上相较此前820A等座舱SoC有了大幅提升。

▲高通发布第4代骁龙汽车数字座舱SoC

此外,高通在发布会上还透露,Snapdragon Ride自动驾驶平台的核心SoC也将基于5nm制程打造。

该SoC基础算力达到10TOPS,其中单颗SoC支持NCAP标准下的L1/L2级自动驾驶,多颗SoC组合可以实现L4级自动驾驶,最大算力可以达到700TOPS以上。

这两颗SoC是全球第一批公布的5nm汽车芯片,也是仅有的2颗,让高通在汽车芯片领域直接领先对手一个身位。

高通自2015年开始切入智能座舱和自动驾驶市场,近年来凭借其SoC芯片的强大算力,其主力产品820A座舱SoC已经拿下不少客户,甚至成了2020年不少中高端车型的标配。

但汽车芯片市场同样竞争激烈,英特尔、英伟达、AMD三大巨头都已入局,特斯拉更是先发制人开始自研自动驾驶芯片,算力之战已经打响。

面对激烈的竞争形势,高通推出这两款新品全部采用最先进的5nm制程,让其在性能和能耗上整整领先了对手一代,更具竞争优势。

同时也应注意,这两款SoC芯片也仅仅是发布而非量产,而其竞争对手也很有可能在今年发布相关5nm新品,具体谁先量产还不一定。

但不管怎样,汽车芯片已经正式迈入5nm时代。

01.汽车首次商用5nm芯片 对标骁龙888

第4代骁龙汽车数字座舱平台的核心是一颗5nm SoC,这也是汽车行业的首款5nm芯片。在此之前,汽车行业最先进的制成技术7nm实际也被高通掌握,高通第三代骁龙汽车数字座舱平台就采用的7nm制程。

▲第4代骁龙汽车数字座舱平台

在CPU方面,第4代骁龙汽车数字座舱平台采用和今年高通旗舰芯片骁龙888同一世代的第6代Kryo CPU,支持运行多种虚拟机。

在GPU方面,第4代骁龙汽车数字座舱平台也采用了和骁龙888同一世代的第6代Adreno GPU,能够以较低功耗进行图形图像、视频和显示处理,支持多个高分辨率显示屏,不同显示屏之间也能共享内容或显示个性化内容。

为了实现车内环视等功能,第4代骁龙汽车数字座舱平台通过串行接口支持16路摄像头输入,还能通过以太网接口接入更多摄像头。

在AI算力方面,第4代骁龙汽车数字座舱平台搭载多核高通AI引擎。功能上支持支持驾乘者个性化设置、车内虚拟助理、自然语音控制、语言理解、驾驶员监测、驾乘者识别,以及自适应人机界面等功能。

此外,AI引擎还会不断学习并适应驾乘者偏好,覆盖媒体和信息影音内容,还包括汽车控制功能,如座椅和后视镜位置、空调控制、不同座椅的温度个性化设置、音频内容及音量偏好等,让车辆的智能化真正变为现实。

在车内安全功能上,第4代骁龙汽车数字座舱平台利用AI引擎和以及高通Spectra ISP,可以实现车内监测、儿童和驾乘者识别,检测路障等实用功能。

驾驶过程中,第4代骁龙汽车数字座舱平台还能实现“计算音频”,针对每位用户定制个性化多音区,还能利用音频子系统实现主动降噪与回声消除。

智能网联汽车对连接性的要求也非常高,第4代骁龙汽车数字座舱平台预集成Wi-Fi 6和蓝牙5.2,车机可以开热点,用户可以玩游戏,还能支持无线手机映射系统Android Auto。

▲第4代骁龙汽车数字座舱

同时,还预集成了具备C-V2X技术的高通骁龙汽车5G平台,可以实现流媒体传输、OTA升级和数千兆级上传与下载带宽。

软件方面,第4代骁龙汽车数字座舱平台的上层操作系统(HLOS)支持Android车载嵌入式操作系统和谷歌汽车服务(GAS),Linux、Yocto和车规级Linux(AGL),基于AliOS的斑马智行,webOS Auto和其它AOSP分发版。实时操作系统(RTOS)支持黑莓QNX和QNX OS安全版,Green Hills Software INTEGRITY和u-velOSity,以及威腾斯坦高完整性系统SAFERTOS。Hypervisors管理程序支持黑莓QNX Hypervisor和QNX Hypervisor安全版,Green Hills Multivisor和u-velOSity,以及OpenSynergy COQOS Hypervisors。Linux 容器化技术(LXC和其它容器化技术),包括提供并使用虚拟化和容器化组合,在混合关键架构中满足内存、性能和功能安全以及隔离需求。

根据高通的计划,第4代骁龙汽车数字座舱平台将从2022年开始量产,从今年第二季度开始,第4代骁龙汽车开发套件就将出货,届时开发者可以提前针对硬件开发软件产品。

在发布会上,高通还宣布的智能座舱领域的装车成果。如今,高通已经与全球25家主要车企中的20家达成合作,搭载智能座舱产品,订单量总估值已经超过了80亿美元。

02.自动驾驶芯片也用5nm制程,三家Tier 1将量产

在昨晚的发布会上,高通还宣布了自动驾驶平台Snapdragon Ride的最新消息,其中自动驾驶SoC也将采用5nm制程,这也是自动驾驶芯片首次进入5nm时代。

而在此前,无论是英伟达还是Mobileye,其最新款自动驾驶芯片的制程都是7nm,量产自动驾驶领域最强王者之一特斯拉,其自动驾驶电脑HardWare 3采用的是三星14nm制程。

Snapdragon Ride自动驾驶平台同样分为三个等级,入门级的产品使用单SoC支持NCAP标准的L1和L2级别的自动驾驶,功耗小于5W,算力可以达到10TOPS。

中间一级通过单颗SoC和AI加速器可以实现L2+级别的自动驾驶。最顶级的计算设备用多颗SoC和多个AI加速器,可以计算L4级自动驾驶,其算力超过700TOPS。

▲Snapdragon Ride自动驾驶平台不同算力等级

由于采用5nm制程技术,整个域控制器的功耗表现更好,功耗最低的SoC仅5W功耗,算力则有10TOPS。此前公布的数据中,能实现L4级自动驾驶的SoC,整个域控制器的功耗也只有130W。因此,无论是整车厂还是Tier 1都不用担心其能效表现。

发布会上,高通正式宣布了将使用Snapdragon Ride自动驾驶平台的三家Tier 1,分别是维宁尔、法雷奥和Seeing Machines。

在与维宁尔的合作中,高通提供的SoC将能够进行视觉感知和驾驶策略决策,实现L1~L2+的不同等级自动驾驶。

在与法雷奥的合作中,高通Snapdragon Ride平台支持法雷奥自动泊车技术Park4U,通过多个摄像头、超声波雷达、毫米波雷达以及可选装的激光雷达,最高可以实现L4级自动泊车功能。Snapdragon Ride将为法雷奥的软件栈以及其他汽车相关功能提供算力支持。

与Seeing Machines的合作中,Snapdragon Ride平台可以在车内实现驾驶员监测功能。Snapdragon Ride平台可以支持单摄像头或多摄像头的驾驶员监测系统开发。

▲搭载Snapdragon Ride平台的车辆已开始路测

软件方面,Snapdragon Ride平台支持包括黑莓QNX OS for Safety、Safe RT Linux、 威腾斯坦高完整性系统SAFERTOS在内的安全实时操作系统(RTOS)。支持黑莓QNX Hypervisor for Safety的Hypervisor管理程序。

支持经典和自适应AUTOSAR、开放和可编程的安全软件开发套件(SDK)以及基于传感器的完整安全解决方案,预建安全库,AI工具以及中间件集成。在开发和部署后期提供智能数据采集与自动标注的完整工具。

▲Snapdragon Ride自动驾驶平台

在定位方面,Snapdragon Ride提供高通视觉增强高精定位(VEEP)引擎,通过摄像头以及GNSS和其它测距传感器侦测到的简单特征,就能够实现车道级定位。

量产计划上,Snapdragon Ride平台面向L2+和L4级的SoC和AI加速芯片已经出样,最快将搭载进明年开始量产的车型中,此前高通已经和长城汽车达成合作。

此外,面向NCAP标准的L1级和L2级自动驾驶SoC和集成软件栈预计将在2024年量产。

03. 5nm优势凸显 特斯拉也在发力

芯片制程越先进,也就意味着单位面积内能堆放的晶体管数量越多,也就意味着芯片性能更强。因此想要更强的技术,制程升级必不可少。

去年,苹果、华为海思、高通分别发布了5nm制程的SoC,今年三星也发布了首款5nm SoC,在性能上相比上一代7nm制程有了大幅提升。

拿高通自家的移动端旗舰芯片骁龙888来说,相比上代旗舰骁龙865,其CPU性能提升了25%,GPU性能提升了35%,晶体管数量达到了百亿级别。

而苹果的旗舰手机处理器A14提升更为明显,A14集成118亿个晶体管,比A13增加近40%。性能表现上其6核CPU速度可提升50%,4核GPU速度可提升50%,机器学习能力有更大提升。

相比于手机小巧的身材,更宽松的功耗和效能限制,5nm芯片在智能座舱和自动驾驶中的表现将会更好。

实际上除高通之外,智能汽车领域的领头羊特斯拉可能也在“悄悄”研发5nm制程的自动驾驶芯片。

根据韩国媒体Asia-E报道,三星电子正在对5nm车用芯片进行研发,未来将打造成特斯拉的自动驾驶电脑。同时,5nm制程芯片需要使用极紫外(EUV)工艺制造,目前仅有三星电子和台积电有能力制造。

预计特斯拉的5nm芯片将在今年四季度开始量产,明年装车。

显然,特斯拉也正在发力5nm,让自动驾驶电脑更加强大。

不过,由于产能限制,今年的5nm制程基本都被手机厂商瓜分,因此无论是高通还是特斯拉,5nm芯片的量产时间都在今年底或明年初。

04. 结语:5nm将开创新的智能汽车时代

5nm制程首次进入汽车,不仅是意味着汽车对算力的需求在大幅增加,还意味着智能汽车真正跟上了消费电子产品的迭代更新步伐,甚至比普通消费电子产品跑得更快、更远。

同时,5nm在性能上的提升相比此前的7nm有比较明显的提升,如果量产时高通或特斯拉能用上迭代之后的5nm工艺,其性能和效能还有更多增长空间。这也就意味着,5nm制程将开创全新的智能汽车时代。

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