智东西（公众号：zhidxcom）
文 | 韦世玮 心缘
智(zhi)东西8月30日消息。今天，AI芯片(pian)独(du)角兽地平线(xian)发布国(guo)内(nei)首款已(yi)量产车规(gui)级(ji)边(bian)缘AI视(shi)觉芯片(pian)——征程2.0。
该芯片等效(xiao)算力超(chao)过4TOPS，典型(xing)功耗仅为(wei)2W，采用地平线二代(dai)BPU架构，达(da)到车规(gui)级AEC-Q100标(biao)准，能(neng)够(gou)实现多类AI任务(wu)处理，并对多类目(mu)标(biao)实时监测和精准识别。
据悉，该芯片早(zao)在今年(nian)年(nian)初(chu)已成(cheng)功(gong)流(liu)片，并在正式量(liang)产前完成(cheng)了芯片的(de)功(gong)能性(xing)(xing)和(he)稳定性(xing)(xing)测试(shi)，以及系统软件开发和(he)稳定性(xing)(xing)调试(shi)。
基于征程2.0，地平线推出了面向ADAS市场的征程二代视觉感知方案，同时发布了将于明年正式上市的全新Matrix自动驾驶计算平台。
此(ci)外，地(di)平线(xian)还在(zai)现场揭示了其车规(gui)级AI处(chu)理器的Roadmap发展路线(xian)图。
据地(di)平(ping)线(xian)创始人&CEO余凯介绍，当前地(di)平(ping)线(xian)基于征程(cheng)2.0的计(ji)算平(ping)台(tai)，算力(li)达(da)16TOPS，整个系统功(gong)耗仅20瓦(wa)。
明年，地平线目(mu)标推出面向L4/L5 征程3.0芯(xin)片，整个计(ji)算能力达(da)到192TOPS，功耗仅48瓦，实际车载计(ji)算算力将是(shi)特(te)斯拉自动驾(jia)驶平台的三倍。
余凯(kai)说，到2025年，地平线要推动(dong)车载(zai)AI计算平台达(da)到达(da)到1000TOPS，这是一个标志(zhi)性的(de)象征。
这是因为，车(che)载人工智能计算(suan)(suan)1000TOPS算(suan)(suan)力(li)(li)达(da)到人类大脑的(de)算(suan)(suan)力(li)(li)。他认为，真正实现无(wu)人驾驶，所(suo)要求的(de)车(che)载AI处理器必须是超级(ji)计算(suan)(suan)机，它的(de)算(suan)(suan)力(li)(li)规模(mo)应该(gai)是1000TOPS。
一、等效算力超4 TOPS，典型功耗仅为2W
征程2.0芯片现(xian)已(yi)量产，集成了双核(he)Arm Cortex A53，以及自研(yan)的双核(he)地平线二代BPU架(jia)构(gou)，达到车(che)规级AEC-Q100标准。
性能方面(mian)，其(qi)等(deng)效算力超过4 TOPS，采(cai)用17mm*17mm的BGA388封装工(gong)艺，以及28HPC+低(di)功耗(hao)CMOS工(gong)艺，其(qi)典(dian)型功耗(hao)仅(jin)为2W。
另外(wai)，该芯片最大(da)输入分别率为(wei)4K，支持双路视频输入。
地(di)平线(xian)创始人&CEO余凯(kai)表示，征程2.0的(de)推出对自动驾驶领域技术的(de)多(duo)元化发展具(ju)有重要意义。
一方面，它不(bu)仅(jin)能够(gou)处(chu)理多类AI任务，对多类目标进(jin)行(xing)实时(shi)检测和精(jing)准(zhun)识别(bie)。
另一方(fang)面(mian)，它支持主流深度学(xue)习(xi)框架，还能够满足自动驾(jia)驶的视(shi)觉(jue)(jue)感知、视(shi)觉(jue)(jue)建(jian)图定位、视(shi)觉(jue)(jue)ADAS等多种(zhong)自动驾(jia)驶场景的需求。
同时，基(ji)于自身BPU架构的(de)优势(shi)和灵活性，征程(cheng)2.0还可以实现人机交互功能，例如语(yu)音(yin)识(shi)别(bie)、眼(yan)球跟踪和手势(shi)识(shi)别(bie)等，进一步提升汽车智能化。
二、征程2.0的四大优势
余凯还为大家介绍了征程2.0的(de)主要优势，具(ju)体表现在(zai)以(yi)下4个方(fang)面：
1、高算力利用率
其典型算法模型在征程2.0芯片上处理器(qi)的利用率可(ke)高于90%。
2、算力有效性
配(pei)合高效的(de)算法，征程(cheng)2.0的(de)每TOPS算力可(ke)以处理(li)的(de)帧(zhen)数可(ke)以达到同等算力GPU的(de)10倍以上。
3、感知可靠性
征程2.0识别(bie)精(jing)确度大于99%，延(yan)迟(chi)低于100毫秒(miao)；
4、感知丰富性
征程2.0能够支持(chi)多任务(wu)(wu)人工(gong)智能计算(suan)，实现像素级语(yu)(yu)义分(fen)割，2瓦功耗的处理器可以跑语(yu)(yu)义分(fen)割、检测、分(fen)类(lei)、跟踪等很(hen)多任务(wu)(wu)，可识别(bie)超过(guo)60个类(lei)别(bie)的目标，单帧目标识别(bie)数量超过(guo)2000个。
自征程2.0流片后，它在视觉感知辅助驾(jia)驶(shi)、高(gao)(gao)级别自动驾(jia)驶(shi)、众包高(gao)(gao)精地图与定(ding)位和智能人(ren)机交互这四大智能驾(jia)驶(shi)应用(yong)场景，已(yi)获得(de)一定(ding)的成就和突(tu)破。
地平线凭借征程2.0车规级AI芯片，已获得(de)来自(zi)5个国家的(de)客户(hu)的(de)前装定点(dian)项目，为产品(pin)的(de)大规模商业化(hua)落地打(da)下基础。
三、配备AI芯片工具链，Matrix平台再升级
基于征(zheng)程2.0芯片(pian)，地平线还(hai)提(ti)供一套完整的AI芯片(pian)工(gong)具链，名为地平线“天工(gong)开(kai)物”（Horizon OpenExplorer）。
这是一套支持训(xun)练和预(yu)测(ce)的全栈(zhan)工具链(lian)，能通过自动化(hua)编译优(you)化(hua)，从而高效地使(shi)用算力，帮客户更快面向实(shi)际场景，完成(cheng)AI应用的开发(fa)。
“天工(gong)开(kai)物”包含模(mo)型(xing)结构检查器(qi)、性(xing)能分析(xi)器(qi)、模(mo)型(xing)编译器(qi)和(he)模(mo)拟(ni)器(qi)等工(gong)具，并(bing)配备(bei)和(he)模(mo)型(xing)、性(xing)能、产(chan)品方案相关的(de)诸多(duo)例子，如精度测试、模(mo)型(xing)训练、关键芯(xin)片模(mo)块参考和(he)视频/图片回灌(guan)参考等，以帮(bang)助(zhu)客户加快产(chan)品落地的(de)进程。
除了软件工具包外，地平线还推出了基于征程2.0，推出了面向ADAS市场的征程二代视觉感知方案，和将于明年正式上市的全新Matrix自动驾驶计算平台。
征(zheng)程2.0视觉感知(zhi)解决方(fang)案，可在低(di)于100毫(hao)秒(miao)的(de)延迟(chi)下(xia)，实(shi)现(xian)多达(da)24大类的(de)物体检测(ce)以及(ji)上百(bai)种(zhong)的(de)物体识(shi)别，每(mei)帧高(gao)达(da)60个(ge)目标及(ji)其特征(zheng)的(de)准确感知(zhi)与(yu)输出。
据悉，其车辆及行人测距测速(su)误差均(jun)优于国际(ji)同等主(zhu)流方(fang)案(an)。
另外，针对国内市(shi)场的特点，该方(fang)案(an)还专门针对中国道(dao)路和场景(jing)进行了优化，如(ru)特殊车道(dao)线、红绿灯倒计时检测、车辆突然斜(xie)向插入(ru)等(deng)。
相比上一代Matrix，Matrix 2.0在算力提升高达16倍的(de)(de)同时，功耗(hao)仅为原(yuan)来的(de)(de)2/3。
它同时可支持高达800万像素、12路(lu)4K高清视频的输入，能实现10类(lei)车(che)型分类(lei)与车(che)灯检(jian)测(ce)(ce)、6类(lei)车(che)道线检(jian)测(ce)(ce)、行人与骑(qi)车(che)人速度朝向(xiang)预测(ce)(ce)，且行人检(jian)测(ce)(ce)距离达100米，延时低(di)于(yu)60毫秒，功耗也低(di)于(yu)22W。
在商(shang)业化应用落地上，Matrix 2.0面向无人低速小车、自(zi)动(dong)驾(jia)驶(shi)运营车队以及商(shang)用车/干线物流，进(jin)一步满足(zu)不同(tong)(tong)国家、不同(tong)(tong)场景(jing)的自(zi)动(dong)驾(jia)驶(shi)需(xu)求。
余凯(kai)称，其Matrix自动驾驶的计算平台(tai)目前是(shi)世界上面出货量(liang)最(zui)大的两个车载计算平台(tai)之一。
地(di)平线去年已向国外用(yong)户交付(fu)百(bai)台(tai)(tai)自动驾驶车载计算平台(tai)(tai)，今年又签下了上千(qian)台(tai)(tai)的自动驾驶计算平台(tai)(tai)的订单。
余凯还表示(shi)，地平(ping)线(xian)明年(nian)将(jiang)发(fa)布基于征程3.0的Matrix自动驾(jia)驶计算平(ping)台，其(qi)算力(li)将(jiang)高(gao)达(da)192 TOPS，功(gong)耗(hao)为48W，拥有芯片级(ji)功(gong)能(neng)安(an)全，比特(te)斯拉自动驾(jia)驶平(ping)台的算力(li)更(geng)高(gao)、功(gong)耗(hao)也更(geng)低。
据他(ta)介绍，特斯(si)拉的(de)自(zi)动驾驶平(ping)台算力(li)是144TOPS，但(dan)它的(de)芯片不带单芯片级功能(neng)安全等级，是两款芯片所导致的(de)冗余，实际能(neng)够真正用于车载计算的(de)算力(li)只有(you)一(yi)半，即72TOPS。
而地平(ping)线是(shi)征(zheng)程三代处(chu)理(li)器带芯(xin)片级的(de)功能安(an)全，单芯(xin)片上面提供足(zu)够的(de)冗余(yu)设计，192TOPS全部可用于做(zuo)计算(suan)，算(suan)力将(jiang)近是(shi)特斯拉车载计算(suan)平(ping)台的(de)3倍(bei)。
四、征程系列发展路线图全披露
现场，地平线也揭示了征程系列车规级AI处理器(qi)的Roadmap发展(zhan)路线图。
明年(nian)，地平线将发布16nm的(de)J2A。
地平线的(de)第三代车(che)规级AI处理器J3，性能达(da)到(dao)预控制(zhi)级L3，符(fu)合功(gong)能安全(quan)车(che)规级，除了满足(zu)可靠性AEC-Q100，还符(fu)合功(gong)能安全(quan)，芯(xin)片达(da)到(dao)ACILB，系统达(da)到(dao)ACILD，并有(you)保密(mi)(mi)价值(zhi)加(jia)密(mi)(mi)机制(zhi)，整体提供(gong)了安全(quan)可靠的(de)芯(xin)片为(wei)自动驾驶护(hu)航(hang)。
J3将(jiang)(jiang)基于BPU三(san)代架(jia)构，协同CPU、CV等形成异构计算，在智能驾驶(shi)场景(jing)下达(da)到最优(you)。其(qi)整(zheng)(zheng)个SoC支(zhi)(zhi)持(chi)多达(da)8路(lu)以上的(de)视频输入，并(bing)支(zhi)(zhi)持(chi)4K，地平线会(hui)将(jiang)(jiang)包括数(shu)据通路(lu)在内的(de)整(zheng)(zheng)个架(jia)构做优(you)化，最后达(da)到一(yi)个极好的(de)效果。
之后(hou)，地平(ping)线还会(hui)推出J3 max，目前已在规划中，可(ke)能采用7nm等更先进工艺，针(zhen)对L4、L4+高性(xing)能车规级处(chu)理器(qi)，可(ke)支持多达(da)12路，算(suan)力(li)达(da)100TOPS，功耗(hao)目标(biao)是(shi)25瓦(wa)，芯(xin)片等级达(da)C或D。
五、车规级芯片设计的两大挑战
相比消费电子类产品(pin)中的芯片(pian)，车规级芯片(pian)设计通常面临两大挑战。
1、对性能质量要求高
面(mian)对海量计算和复(fu)杂场(chang)景，车规级芯片对安全性(xing)、可靠性(xing)、稳(wen)定性(xing)有极高(gao)要求。
由于(yu)汽车在运动环境中工作(zuo)，可能(neng)遇到更多振动和冲击，这要求芯片有更强(qiang)的抗震能(neng)力(li)，能(neng)应对各种极端(duan)恶劣的环境或(huo)突发(fa)情况。
相比消费类电子，汽(qi)车可适应的(de)温度范围更广，但(dan)对故障(zhang)的(de)容忍度为(wei)0，毫秒级延时都有(you)可能攸关生(sheng)死。
因此，车(che)规(gui)级芯片在可靠(kao)性(xing)、质量系统和安全系统，都必须达到相(xiang)应的车(che)规(gui)级标准。
另外，车(che)载环(huan)境下(xia)，数据的(de)吞(tun)吐(tu)非常大，所以(yi)需要高(gao)效的(de)计算带(dai)来的(de)功耗(hao)，新(xin)能源(yuan)车(che)很烧(shao)电车(che)，在封(feng)闭环(huan)境中散热效果也不好，车(che)载环(huan)境对能耗(hao)效率(lv)的(de)要求又很高(gao)。
2、投入高、周期长、难度大
车(che)规级(ji)芯片对协同(tong)全产业(ye)链的综合能力(li)要求高，开(kai)发(fa)周期长，难度高。
海量计(ji)算(suan)必然需求(qiu)一个(ge)非常庞大强(qiang)悍(han)的计(ji)算(suan)平(ping)台资源，这样的一个(ge)计(ji)算(suan)平(ping)台资源带来很(hen)高(gao)的成(cheng)本(ben)。
整个车规(gui)级AI芯片从研(yan)发(fa)到产品导入，开发(fa)周(zhou)期非常久。
设计流片需(xu)18-24个(ge)月，通过车规级认证系统(tong)方案开发又要12-18个(ge)月，后续还将面临24-36个(ge)月的整(zheng)车集成和测试验(yan)证，再(zai)到(dao)最后的量(liang)产部署和迭代提升，总(zong)计耗时至少5-7年。
六、余凯：软件将占整车成本更大比例
余(yu)凯认为，车载(zai)的计算会(hui)从(cong)今天一(yi)个分布式ECU架构，慢慢会(hui)演进到(dao)域控(kong)制器，最终演变到(dao)中央计算机。
分布式ECU是多个(ge)(ge)小处理器分别处理一些小任务，车的整(zheng)个(ge)(ge)性能是主(zhu)体(ti)，而域(yu)(yu)控制器会把汽车运算(suan)出来分成几个(ge)(ge)域(yu)(yu)。
这时(shi)，汽车已经开始展现了四个轮子(zi)上面的超(chao)级计算机(ji)：越来越多是数(shu)据、决(jue)策、人机(ji)交互、以及人在体验数(shu)字下面的便捷性。
余凯说，大(da)概到2025年前后，汽车(che)会展(zhan)现出跟今天人(ren)们理(li)解(jie)的PC还有移动产业发展(zhan)格局的本质属性，会变成四个轮子上面超级计算机。
这种域(yu)控制(zhi)器会往中央计(ji)算单元去发(fa)(fa)展。其中汽车整车的成(cheng)本结(jie)构里(li)面会发(fa)(fa)生翻天覆地的变化。
“以前硬件是(shi)整车(che)结(jie)构最(zui)重要的，2025年甚至越到(dao)未来(lai)，你(ni)会发现这里面的计算平台，以及(ji)软件是(shi)整车(che)成本(ben)里面最(zui)重要、占比最(zui)大的。”余凯表示。
余凯表示，自(zi)动驾(jia)驶的落地时间比预期晚(wan)到，到2024年L4能否实(shi)现量产可能存在变数，当前主(zhu)流(liu)的智能驾(jia)驶仍以(yi)L2、L2+的自(zi)动驾(jia)驶能力(li)为主(zhu)。
结语：地平线的自动驾驶商业化成绩单
在(zai)征程2.0宣(xuan)布(bu)量产之际，地平线也(ye)对外展(zhan)示了(le)其智能驾驶商业化的(de)成(cheng)绩单。
目(mu)前(qian)，地(di)平线已获得美(mei)、德(de)、中、日全球四大主流汽车(che)(che)市场的重(zhong)量级客(ke)户，同(tong)奥迪、博世、上汽、广汽、长安(an)、比(bi)亚(ya)迪等(deng)国(guo)内外顶级Tier1和汽车(che)(che)厂(chang)商，以及禾(he)赛科(ke)技、高新兴、首汽约车(che)(che)、SK电(dian)讯(xun)等(deng)科(ke)技公司及出(chu)行(xing)服(fu)务商达成战略合作。
在后装市场，地(di)平线(xian)已同包括首(shou)汽(qi)约车(che)、SK电讯在内(nei)的多家国内(nei)外知名出行(xing)服务商、运(yun)营(ying)商达成合作(zuo)。
基于其AI芯片及算法，地平线将为这(zhei)些合作伙伴提供(gong)助驾驶（ADAS)、车内多(duo)模交互、高(gao)精地图建图与定位等一系列智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)解(jie)决方案，并已实(shi)现批(pi)量部署(shu)，预计未来两三(san)年内能(neng)(neng)够部署(shu)上千(qian)万辆汽车。
另外，地(di)平线AI芯片及解决方案Matrix也(ye)和国内外自动驾驶厂商、Robotaxi运营(ying)车队建立合作，目前已(yi)在海内外赋能上千辆L4级别的(de)自动驾驶车辆。
据(ju)悉，Matrix已成为全球L4自(zi)动驾驶计算平台(tai)的明星产(chan)品，未来两三年将有望到达万级规模的出货。
车规级芯片(pian)成功流片(pian)后，地平线已在高级别(bie)自动驾(jia)驶、辅(fu)助驾(jia)驶（ADAS）、多模(mo)交(jiao)互等(deng)方向斩获多达5个国家的客户(hu)的前(qian)装(zhuang)定点，并有望(wang)于明年上(shang)半(ban)年获得(de)双位数的前(qian)装(zhuang)车型定点。
率先搭载地平线车(che)规级AI芯片(pian)及(ji)解决(jue)方案的量产车(che)型最早将于明年(nian)年(nian)初上市。
由于前装市场的高准(zhun)入门槛(jian)，前装定点及量(liang)产被视为(wei)评判车规级(ji)AI芯片大(da)规模商(shang)业化(hua)能力(li)的首要指标。
地平线副总(zong)裁(cai)、智(zhi)能驾驶产品线总(zong)经理张玉峰表示，征(zheng)程芯片两年内将(jiang)有(you)百万量(liang)级的前装装车量(liang)，五年内则有(you)望完成千万量(liang)级的目标(biao)。
