“未來(lái)幾年,智能汽車市場(chǎng)將進(jìn)一步向‘紡錘形’的成熟結(jié)構(gòu)演變,從旗艦市場(chǎng)下探到10-25萬(wàn)的高性價(jià)比市場(chǎng)。同時(shí),跨域融合的E/E架構(gòu)、行泊一體的智駕方案、城市NOA功能、包含LiDAR、4D毫米波的多模態(tài)三維感知方案、Transformer大模型都將快速落地。隨著摩爾定律放緩,引入系統(tǒng)級(jí)思維、軟硬件協(xié)同的高能效計(jì)算將是賦能新一代智能駕駛的基石。”

近日,超星未來(lái)創(chuàng)始人、CEO梁爽博士出席中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇(2023)智能汽車論壇,發(fā)表題為《軟硬件協(xié)同 賦能新一代智能駕駛計(jì)算》的演講,并透露了下一代感知計(jì)算架構(gòu)對(duì)多模態(tài)感知、Transformer的支持。

超星未來(lái)是一家源自清華車輛學(xué)院和電子系的創(chuàng)業(yè)公司,以軟硬件協(xié)同優(yōu)化為核心思想,提供以計(jì)算芯片為核心的智能駕駛高能效計(jì)算解決方案。

大眾市場(chǎng)、城市道路是未來(lái)幾年智能駕駛前裝量產(chǎn)的焦點(diǎn)

第一個(gè)思考聚焦在未來(lái)幾年智能駕駛前裝量產(chǎn)市場(chǎng)的熱點(diǎn)上。

首先,智能駕駛功能最早從30-40萬(wàn)以上的旗艦車型開始落地;超星未來(lái)觀察到,智駕功能開始向10-30萬(wàn)的車型區(qū)間下探,未來(lái)幾年這部分“大眾市場(chǎng)”有更大的放量空間,更加強(qiáng)調(diào)性價(jià)比,也因此在計(jì)算層面更需要軟硬件的極致優(yōu)化。

這就引出“增效”和“降本”兩個(gè)趨勢(shì)。“增效”體現(xiàn)在NOA功能從1.0階段的高速半封閉場(chǎng)景,加快向更復(fù)雜的城市道路場(chǎng)景推進(jìn),未來(lái)幾年會(huì)進(jìn)入一個(gè)落地高峰。“降本”體現(xiàn)在傳感器的復(fù)用,芯片成本的進(jìn)一步控制,以及整車電子電氣架構(gòu)的更為集中化等等,行泊一體、駕艙一體的域控系統(tǒng)紛紛開始出現(xiàn)。

融合LiDAR、4D成像雷達(dá)的車端多模態(tài)冗余感知獲得行業(yè)實(shí)踐認(rèn)可

第二個(gè)思考建立在對(duì)感知需求的理解上。

在智能駕駛漸進(jìn)式發(fā)展路線上,特斯拉作為智駕感知技術(shù)的引領(lǐng)者,一直在非常激進(jìn)地推進(jìn)純視覺(jué)路線,也給行業(yè)帶來(lái)不小的爭(zhēng)議與討論:多模態(tài)融合感知是否還有必要存在。

經(jīng)過(guò)這幾年的觀察發(fā)現(xiàn),純視覺(jué)方案目前仍存在一定的局限,比如著名的白色卡車魔咒;特斯拉最新曝光的HW4.0方案也重新把4D毫米波成像雷達(dá)引入到傳感器配置中;另外,觀察激光雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì),可以看到LiDAR的成本已經(jīng)下探到千元量級(jí),進(jìn)入到批量前裝交付的起量爬坡期。相信隨著硬件的持續(xù)降本,要實(shí)現(xiàn)安全可靠的智能駕駛系統(tǒng),多模態(tài)融合感知方案將會(huì)成為主流選項(xiàng)。

Transformer大模型加數(shù)據(jù)閉環(huán),大幅提升智能駕駛?cè)S感知能力

第三個(gè)思考是對(duì)于應(yīng)用算法方案的觀察。

前一陣ChatGPT特別火爆,很多人都會(huì)關(guān)注諸如ChatGPT這種大模型能夠和車能產(chǎn)生什么聯(lián)系。GPT本質(zhì)上是Foundation Model,其中Transformer的應(yīng)用非常廣泛。

可以看到,因?yàn)門ransformer有更強(qiáng)的全局感知能力、更好的泛化性魯棒性、便于做多模態(tài)融合等優(yōu)點(diǎn),國(guó)內(nèi)外諸多領(lǐng)先的玩家,都已經(jīng)逐步官宣了在智能駕駛的感知系統(tǒng)中對(duì)Transformer的應(yīng)用。

另外,Transformer自監(jiān)督學(xué)習(xí)訓(xùn)練成本低、能在超大數(shù)據(jù)集上體現(xiàn)出更明顯的優(yōu)勢(shì),大家可以觀察到,越來(lái)越多的行業(yè)玩家開始布局智算中心和數(shù)據(jù)閉環(huán)系統(tǒng),這也是大模型往智能駕駛落地的一個(gè)重要基礎(chǔ)和信號(hào)。

系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化、軟硬件協(xié)同的高能效計(jì)算是新一代智能駕駛的基石

第四個(gè)思考回歸到計(jì)算和算力上。可以說(shuō)整個(gè)智能駕駛乃至人工智能技術(shù)的發(fā)展,都離不開算力或者說(shuō)計(jì)算技術(shù)的支撐。

然而也要看到,摩爾定律的發(fā)展速度已經(jīng)趨緩。技術(shù)層面制程已經(jīng)在逼近物理極限;政治層面,劇烈的國(guó)際形勢(shì)變化也會(huì)帶來(lái)一系列不確定性;最重要的是,經(jīng)濟(jì)層面上,盲目“拼工藝”的經(jīng)濟(jì)賬很可能算不過(guò)來(lái)。因此,考慮產(chǎn)業(yè)發(fā)展的客觀規(guī)律,盲目靠拼工藝堆疊算力,一定不是解決智駕計(jì)算問(wèn)題的最合理路徑。

超星未來(lái)選擇的路徑是軟硬件協(xié)同優(yōu)化,針對(duì)智能駕駛域的計(jì)算任務(wù)需求,從軟件、硬件、平臺(tái)、應(yīng)用的整體角度提升系統(tǒng)計(jì)算效率。可以看到國(guó)際學(xué)術(shù)界工業(yè)界公認(rèn)的行業(yè)頂會(huì)ISSCC上,越來(lái)越多的巨頭也開始強(qiáng)調(diào)System-level Thinking的觀點(diǎn),這也是超星未來(lái)堅(jiān)持的核心思想。

以智能駕駛計(jì)算芯片為核心、軟硬件協(xié)同的高能效計(jì)算解決方案

基于對(duì)以上“降本增效、融合感知、大模型應(yīng)用、軟硬件協(xié)同”趨勢(shì)的思考和分析,超星未來(lái)做出了以下實(shí)踐。

針對(duì)降本增效的大眾市場(chǎng)需求,超星未來(lái)去年底正式發(fā)布了新的戰(zhàn)略和產(chǎn)品,包括智能駕駛計(jì)算芯片「驚蟄R1」、高能效AI處理架構(gòu)「平湖」、全流程開發(fā)工具鏈「魯班」,相關(guān)指標(biāo)也都已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。我們同時(shí)還能夠提供智能計(jì)算開發(fā)套件NE100、高可靠系統(tǒng)軟件、智能駕駛?cè)S感知參考方案,形成以智能駕駛計(jì)算芯片為核心的交付矩陣,面向各類場(chǎng)景、多樣化的客戶需求提供靈活組合的交付方式。

我們相信在智能汽車的領(lǐng)域里,做一家單純的芯片公司遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,必須要深刻理解智能駕駛的系統(tǒng)和場(chǎng)景,構(gòu)建出完整易用的軟件生態(tài),堅(jiān)持開放合作,才能適應(yīng)快速迭代的應(yīng)用方案和客戶需求。

把握行業(yè)節(jié)奏、量產(chǎn)落地為王,“一高一快”的產(chǎn)品規(guī)劃

結(jié)合對(duì)前裝市場(chǎng)的觀察,超星未來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)幾年最具潛力的智駕車型會(huì)收斂到“一頭一尾”,其中“一頭”是面向高端用戶的旗艦車型,“一尾”是面向大眾用戶的平價(jià)車型。梁爽指出,智能駕駛計(jì)算芯片的發(fā)展不僅僅是一個(gè)“拼算力”的前后替代關(guān)系,而是綜合考慮算力、成本、面積、功耗、軟件生態(tài),分層定位的共存關(guān)系,分別是匹配不同下游客戶的需要。

到整個(gè)產(chǎn)品矩陣的實(shí)踐上,超星未來(lái)對(duì)應(yīng)規(guī)劃了“一高一快”兩條產(chǎn)品路線。其中R系列驚蟄產(chǎn)品線將專注于未來(lái)幾年高性價(jià)比的高速行車+自動(dòng)泊車一體方案,面向大眾車型區(qū)間快速推進(jìn),輻射包括路側(cè)感知、移動(dòng)機(jī)器人在內(nèi)的其他邊緣側(cè)需求。此外,超星未來(lái)還規(guī)劃了高階的A系列產(chǎn)品線,提供100T以上的算力以及雷達(dá)點(diǎn)云和Transformer的加速支持,以支撐30萬(wàn)以上高端車型的城區(qū)復(fù)雜方案計(jì)算需求。

梁爽表示,智能駕駛的計(jì)算供應(yīng)商一定要保持理性,把握行業(yè)節(jié)奏和實(shí)際需求,量產(chǎn)落地為王、完善生態(tài)為王,攀登珠峰的過(guò)程中,一定要沿途下蛋。

面向多模態(tài)感知,極致高效的點(diǎn)云處理能力

針對(duì)下一代的智能駕駛系統(tǒng),具體到計(jì)算架構(gòu)的創(chuàng)新上,超星未來(lái)也做出了兩點(diǎn)實(shí)踐。

第一點(diǎn),面向多模態(tài)融合感知,不論未來(lái)主流采用激光雷達(dá)還是4D成像雷達(dá),最終都會(huì)輸出三維無(wú)序、稀疏的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。目前超星未來(lái)開發(fā)的面向稀疏點(diǎn)云處理的專用架構(gòu)SPU,可以將計(jì)算延時(shí)控制在10ms延遲,用極小的面積資源代價(jià)實(shí)現(xiàn)3倍于英偉達(dá)Orin的性能表現(xiàn)。這也屬于業(yè)內(nèi)的首創(chuàng)。

另外,超星未來(lái)還提供結(jié)合視覺(jué)、點(diǎn)云的三維感知參考方案,方便客戶快速開發(fā)原型系統(tǒng),加速車端集成。梁爽表示,公司現(xiàn)在已和多家主機(jī)廠、激光雷達(dá)廠商開展合作,目前也正在承擔(dān)某量產(chǎn)車型的激光雷達(dá)感知方案定點(diǎn)開發(fā)工作,IP和芯片的進(jìn)一步合作也正在推廣落地的過(guò)程中。

底層架構(gòu)加軟件工具,迎接Transformer感知計(jì)算“新范式”

第二點(diǎn),面向Transformer大模型,超星未來(lái)也已經(jīng)有軟硬件兩方面的技術(shù)布局。

一是硬件IP層面,梁爽透露,超星未來(lái)下一代NPU架構(gòu)將在今年年中發(fā)布,將支持Transformer硬件的硬件級(jí)加速。目前大部分已有的競(jìng)品方案都在使用通用處理邏輯進(jìn)行處理,這種方式將很難應(yīng)對(duì)更大規(guī)模的Transformer計(jì)算任務(wù)需求。目前超星未來(lái)能夠通過(guò)硬件級(jí)加速和軟件的協(xié)同優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)至多20倍的端到端性能提升。

另外軟件層面,超星未來(lái)可提供三維感知優(yōu)化加速部署工具NOVA-3D,來(lái)支持基于Transformer的三維感知方案優(yōu)化部署。

目前公司已經(jīng)與多家行業(yè)領(lǐng)先的合作伙伴開展了開發(fā)適配的工作,來(lái)加速包括BEV在內(nèi)的下一代智駕方案的量產(chǎn)落地,今年也會(huì)有對(duì)外正式的發(fā)布。

目前超星未來(lái)已經(jīng)與二十余家汽車領(lǐng)域的合作伙伴及客戶展開具體合作。梁爽表示,希望能夠利用團(tuán)隊(duì)在智能駕駛域積累的計(jì)算核心技術(shù),更好地服務(wù)于行業(yè)應(yīng)用需求,也期待能和產(chǎn)業(yè)鏈上下游的伙伴企業(yè)更多交流、更多合作,構(gòu)建開放共贏的新生態(tài),共同為中國(guó)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車事業(yè)發(fā)展助力。