剖析特斯拉自研自駕晶片優勢,連知名分析師也看好

作者 | 發布日期 2019 年 04 月 23 日 17:40 | 分類 GPU , Samsung , 晶圓 follow us in feedly


23 日在全球半導體業界中,最受人矚目的大事就是電動車大廠特斯拉 (TESLA) 終於也推出了自己的自駕車晶片。而且,在特斯拉這次舉辦的「自動駕駛日」活動中,執行長 Elon Musk 及公司各位高層還展示其公司對自動駕駛的研究情況。因為其宣稱晶片的性能優越,甚至超越目前在自駕車晶片上大幅投資的輝達 (NVIDIA) 產品表現,也小小的引發兩家公司隔空較勁。

根據特斯拉的介紹,在新款的自動駕駛電腦主機板上,搭載了兩顆全新的特斯拉自研自駕車晶片。每片晶片周圍都設有 DRAM 記憶體,同時配有電源來保證供電。而在這兩顆晶片上配有完整的感測器感知訊號輸入功能,包括雷達、GPS,甚至是轉向角度等數據都能獲取資訊。

至於,在重頭戲的自研晶片上,主處理器採用 12 核心 ARM Cortex-A72 處理器的架構,頻率為 2.2GHz。另外,晶片則是採用三星的 14 奈米 FinFET 製程來生產,晶片面積為 260 平方公厘,有 60 億個電晶體。另外,晶片的封裝大小為 37.5 公厘×37.5 公厘,面積約為 1,406 平方公厘,同時採用 BGA 封裝,有 2,116 個引腳。

而在晶片各個功能的分布情況上,特斯拉表示,包括自駕車多方攝影機的影像輸入、LPDDR4 記憶體控制器、圖像信號處理器等,其中圖像信號處理器每秒能處理 1G 像素,並且有先進的色彩映射及降噪處理能力。而與當前先進的晶片相同,特斯拉自研的自駕車晶片也具有神經網路處理器。在該神經網路處理器上,擁有 32M 的 SRAM,搭配雙核心架構,每個核心在 2GHz 頻率下,擁有 36TOPS 的性能。所以,雙核心總計共有 72TOPS 的性能,這也使得擁有兩個晶片的主機板上,具備 144TOPS 的運算性能。

而除了神經網路處理器,這款晶片還內置 GPU,能在 1GHz 頻率下的性能達到 600GFOPS,能夠達成 FP32 及 FP32 計算。但不支援 FP16 等半精度計算功能,所以這款 GPU 將不會負責 AI 運算。至於,在晶片的功耗上,本次特斯拉並沒有明確的數據提供。僅說明新晶片的功耗較過去採用 NVIDIA 晶片的確有所提升,但是成本卻有所下降,再加上處理效能有所提升下,就達到當前讓人滿意的目標。

除了硬體,特斯拉也針對軟體的優化進行介紹。其中,特斯拉開發了自己的神經網路編譯器,除了能夠充分利用神經網路處理器中的 SRAM 優勢之外,針對駕駛控制,特斯拉也在晶片中內建置了 Safety System,以保證控制系統運行穩定。特斯拉強調,由於自動駕駛需要處理大量的數據,所以數據安全也是需要被考慮的。因此,Security System 的執行代碼是經過特斯拉驗證通過的,未經這層驗證的代碼內容,未來將不能在採用這款晶片上執行,以確保自駕車的駕駛安全。

而就在特斯拉宣布推出自研的自駕車晶片之後,根據外媒報導,Elon Musk 大約一個月前就開始將旗下的 Model S 及 Model X 兩款電動車的 NVIDIA 平台電腦,換成自家的自研晶片平台,而 Model 3 也在 10 天前開始進行更換晶片的動作。報導還指出,Elon Musk 還表示,下一代晶片的設計工作也在進行中,目前已完成了一半,其效能要比目前的晶片好 3 倍,但是可能還有 2 年才能完成。據了解,特斯拉現有車主要更換全新的晶片系統前,需要額外先支付 5,000 美元的費用。

而對於特斯拉在 23 日秀出自研自駕車晶片的情況,前外資知名分析師也給予相對正面的評價。陸行之在 Facebook 上指出,特斯拉藉由自家自駕車晶片的導入,在進入共享或出租車市場的創新之後,將可為市場帶來不同的發展。此外,相對於之前 NVIDIA 的架構,特斯拉晶片能提供性能更好、但是成本更便宜的平台,這能讓自駕車落實的腳步加快。

陸行之表示,特斯拉宣布進入出租車 / 類 UBER / 類 LYFT 共享服務市場,自駕 RoboTaxi 於 2020 年推出售價將低於 38,000 美元 vs. Waymo / Nvidia 解決方案,讓車價至少超過 10 萬美元。而任何車主都可參加出租網路車隊,特斯拉將分享 25%-30% 的營收,分享車主可拿 70%-75%,這是破壞式的創新。

另外,特斯拉已經使用三星美國德州廠的 14 奈米製程來生產人自駕車晶片,來取代 NVIDIA 的解決方案,用於 Model S、Model X、Model 3 中,而且 2 年之後要進入 10 奈米製程。而特斯拉自駕車晶片採 260 公厘 x2 的封裝尺寸,有 60 億個顛晶體管,144 TOPS 對比 nvidia Xavier 的 21 TOPS 運算能力,取代 Nvidia 之前方案,每部車可達到 20% 的自駕系統成本降低。

最後,特斯拉執行 Elon Musk 不看好光學雷達、高精度地圖,因此特斯拉採用 8 個攝影鏡頭、12 個超音頻感測器、1 個雷達來取代超貴的光學雷達。Elon Musk 還大膽預測,所有自駕方案最後都會放棄光達及高精度地圖,還說人眼最好用,沒人有雷射眼。至於,號稱 2020 年進入 L5 全自動駕駛領域,這點就不同意。因為進入 L5 自駕不是自己說了算,而是需要認證的,但特斯拉肯定比 NVIDIA 的客戶快。

(首圖來源:Flickr/cchana CC BY 2.0)

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