莫以算力论英雄，整车厂真正想要什么样的计算平台？

主机厂真正想要什么呢？不同的主机厂都在计划为下一代汽车带来不同的功能。他们需要“立即在差异化车辆中利用计算能力的真实机会”。近年来，主机厂开始缩小最初全面追求完全自动驾驶的规模，而将更多的精力和资源投入到增强高级驾驶员辅助系统（ADAS）及其他差异化功能前不久，特斯拉承认：其“自动辅助驾驶测试”版本（FSD Beta）只是Level 2系统。也就是说，其推出一款真正面向公众的自动驾驶汽车（AV）的承诺仍然是画饼充饥

一提起自动驾驶，人们第一个想到的是安全何以保证？又会想到算力（计算能力）是否强大？因为今天的汽车正在向四个轮子上的计算机靠拢。算力不断攀升是好事，但怎么将它送到需要的地方，如何按需分配，的确是有讲究的。

恩智浦半导体（NXP）刚刚推出的一个汽车开发平台BlueBox 3.0为我们解答了这个问题。

从自动驾驶转向“差异化车辆”

近年来，主机厂开始缩小最初全面追求完全自动驾驶的规模，而将更多的精力和资源投入到增强高级驾驶员辅助系统（ADAS）及其他差异化功能。就像特斯拉承认的那样：现在离“完全自动驾驶”还相当遥远，辅助驾驶的路还没有走完。

主机厂真正想要什么呢？不同的主机厂都在计划为下一代汽车带来不同的功能。他们需要“立即在差异化车辆中利用计算能力的真实机会”。关键词是“差异化”。其需求包括先进的网络解决方案、传感器数据智能记录器、主动安全、停车辅助和驾驶员辅助功能。主机厂还希望融入更多的自动驾驶要素，如交通堵塞驾驶、代客停车场和公路驾驶等。此外，他们更需要能够马上看到演示实际功能的平台，以消除量产的后顾之忧。

莫以算力论英雄

在一次采访中，智能驾驶芯片初创公司地平线创始人及CEO余凯在解读软件定义的汽车理念时表示，汽车正在成为四个轮子上的超级AI计算机，其电子电气（EE）构架也在逐步向中央计算构架发展，整个过程将经历分布式ECU到域控制器（DCU），再到中央计算架构的进化。

他曾质疑：“几百TOPS、上千TOPS的算力增长是否可以持续？毕竟有摩尔定律的物理极限，如果按照现在摩尔定律的功耗标准，超过了10000TOPS，汽车就会热的烫手，不可能正常行驶。”他认为，算力并不代表汽车智能芯片的真实性能。

他将特斯拉公布的FSD数据与上一代英伟达（Nvidia）芯片做了对比，其算力增加了3倍，可是其真实计算性能（每秒准确识别帧数）提升了21倍。

图：算力≠真实性能

芯片的实际算力就好比汽车的马力，用户在真实的使用场景下难以感受到，真正感受到的性能是百公里加速。算力TOPS数值实际上是物理乘法器数目乘以最高主频，只是个理论数值，真正能够利用多少取决于和软件算法的配合，这与用户感受之间其实是一个间接关系。

恩智浦也认为，足够的芯片计算能力加上先进的系统性能才能满足未来汽车的需求。而其新推出的BlueBox 3.0平台就是这样的组合。据介绍，LX2168A有16个高性能ARM Cortex-A72内核，S32G274用作当前平台的网关；灵活升级的插槽，无需改变BlueBox本身。S32G具有ASIL-D合规性，可以作为汽车的安全协处理器和网关设备。

图：BlueBox 3.0出色的组合

恩智浦人工智能战略及汽车处理战略伙伴关系总监Ali Osman Ors解释说，用服务器领域常用的术语“高性能计算（HPC）”来说，恩智浦“正试图通过在汽车领域部署BlueBox 3.0，使‘车轮上的服务器’概念成为现实。而安全和安保是恩智浦产品组合在汽车领域的基本支柱。”

Ors认为，虽然竞争对手仍在参与竞争，争抢提供每秒运算数万亿次（TOPS）的机会，但恩智浦正努力改变竞争的重点，不是以算力论英雄，而是推动可扩展的开发平台，让主机厂能够“试验、开发、测试并验证软件和先进功能，从而明显提高后续产品的安全性。”

他表示，通过迁移到BlueBox 3.0，所需的计算和扩展类型有很多变化。它加倍了BlueBox 2.0的嵌入式计算能力，并将I/O和PCIe连接能力提高了8倍。

图：BlueBox 3.0平台

BlueBox 3.0平台的三个基本构建块是LX260A多核处理器，它是恩智浦 Layerscape系列中性能最高的成员；还包括恩智浦最新网关处理器（S32G274），以及Kalary的大规模并行处理器阵列（MPPA）。前两个位于开发平台的主板上。Kalary的MPPA通过PCIe扩展卡插入主板，解决了异构AI加速的问题。

图：为汽车安全高性能计算任务提供的整体性能

满足车辆结构变化要求

市场研究机构Strategy Analytics自动驾驶车辆实践主管Mark Fitzgerald说：“开发汽车域或区域控制器是主机厂一个明确的趋势，大众汽车走的就是这条路。所有的目光都集中在其身上，关注量产市场的主机厂能否成功地跟上基础车辆结构的快速变化。”

他补充道：“用BlueBox 3.0可以实现L2+系统的快速原型化，因为开发者可以在使用恩智浦及其合作伙伴的开发软件时专注于自己的特定解决方案，节省时间和金钱。”

BlueBox 3.0平台的优势在于其灵活性和可扩展性。从三个增加到六个的PCIe插槽允许用户插入人工智能/机器学习加速器卡、附加视觉感知设备卡，提供所有摄像头连接；还可以连接传统上基于CAN或以太网的雷达和激光雷达。Ors说：“这些都可以通过常规CAN、以太网连接端口接入，通过更丰富的PCI Express插槽还可以连接各种传统传感器。”

图：物理重组域实现用户定义的汽车

Ors表示，利用“应用组合比ADAS和AV更广泛”的BlueBox 3.0，恩智浦希望帮助用户使用用该平台试验并构建自己的解决方案。”

安全性验证更为迫切

主机厂面临的问题不仅仅是在他们的车辆结构上安装新的硬件，更关心的是能否有合适的软件和底层架构来支持这些新特性。更重要的是，除了使用新功能之外，他们还必须能够通过模拟和验证新功能的安全性来测试软件。

例如，高速公路驾驶的入口、出口匝道自动驾驶功能。为了安全起见，主机厂必须考虑许多潜在的情况，并建立一个安全用例，证明他们的车辆能够处理每一项任务。

当启用高速公路驾驶功能时，车辆基本上是在自动驾驶。如果车辆遇到地图上没有标明的新建筑区怎么办？如果车辆发生了灾难性的机械故障怎么办？如果传感器性能下降，导致车辆自动盲行怎么办？这些情况并不罕见，不足以归类为角案例。为此，车辆应迅速识别此类常见危机，并要求驾驶员接管。

但是，如果驾驶员没有反应或者遭遇医疗紧急情况呢？这时，必须首先车辆要进行设置，以降低车速，然后确定紧急车道并靠边停车，前提是有足够的空间这样做。否则，必须紧急设置车辆，以执行最糟糕的选择：在道路中间紧急停车。

对各种场景进行分析是一项必要的工作，主机厂也要明白，开发高速公路试点功能需要的不仅仅是一个具有强大算力（TOPS）或AI/ML功能的处理器。Ors说：“主机厂需要一个开发平台，使他们能够测试安全性，构建安全的最终解决方案。我们的期望是，客户能够在BlueBox上构建部署软件并提高终端系统的效率。也许他们会通过使用相同的芯片，或者同一个系列中的不同版本，提出自己的、更优化的版本，并将其批量部署到他们的车辆中。”

可以发现，恩智浦的开发平台就像是一个试验场，恩智浦及其客户都可以从中学习。Ors说，如果一家领先的主机厂确定了其在芯片上的首选方向，“他们的需求通常可以反映在我们未来一代芯片上。”

竞争与合作

Fitzgerald表示：“恩智浦与竞争对手一样，正从芯片供应商向平台供应商转型，以提升价值链。BlueBox解决方案使开发者能够接近恩智浦及其合作伙伴的硬件和软件，为ADAS/AV解决方案开发提供了一个门户，包括现有在产的恩智浦芯片。”在他看来，这将使恩智浦获得更多芯片销量。

当然，其竞争对手也在虎视眈眈，英伟达已经提供了类似的产品，比如Nvidia DRIVE AGX开发包，它是最接近的竞争对手；还有高通公司的Snapdragon Ride平台；英特尔和MobileEye也在开发一套完整的芯片和软件解决方案，还有自研的雷达和激光雷达。

关于BlueBox 3.0的功耗，虽然它在开发平台中并不重要，但量产版本必须非常节能，才能满足主机厂或Tier 1的电力预算。据称Kalray的加速器功耗是现有解决方案的十分之一，而且不需要冷却。需要，Kalray可以提供多达160个CPU加速器内核，用于神经网络和数学加速。

恩智浦以创建这种紧密合作的生态系统为荣，为的是快速提供系统设计师可以借鉴的范例。除了Kalray，支持BlueBox 3.0的合作伙伴还包括dSPACE、Embotech、Edge Case Research（ECR）、eProsima、Green Hills Software（GHS）、Intetempora、Micron Technology、MicroSys，Real-Time Innovations（RTI）和Teraki等。

恩智浦正在携手一些业界头部企业，试图应对从ADAS向全自动驾驶汽车的必然演变。即使主机厂不会马上推出AV，这些企业也会帮助他们寻找一条通向未来L3和L4的道路。