地平线发布中国首款车规级自动驾驶芯片征程2.0!可提供超过4TOPS的等效算力-贤集网资讯

2019-08-30 13:16:17     来源:量子位

地平线的新征程,也是中国自动驾驶新征程。今天(8月30日),上海世界AI大会,地平线正式对外推出征程2.0芯片,这是其旗下自动驾驶芯片“征程”的迭代款,搭载全新计算架构Matrix,并且在设计之初完全按照车规级打造。


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现在,成为中国首款车规级自动驾驶芯片。更早之前,地平线已透露,4月已流片,目前则完成了合作客户测试、开发套件打磨。征程2.0将由台积电代工量产,接下来便是面向前装车厂客户交付订单。对于中国AI芯片独角兽地平线来说,这亦是规模商业化的重要节点。所以征程2.0究竟是一款怎样的芯片?


征程2.0


先看性能:


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基于第二代BPU架构的Matrix自动驾驶计算平台、28nm车规级工艺、可提供超过4TOPS的等效算力、运行功耗2瓦,台积电代工。


算力利用率:典型算法模型的算力利用率不低于80%。


算力有效性:配合算法,每TOPS的算力可以处理的帧数可达同等算力GPU的10倍以上。


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感知性能:典型目标的识别精度超过99%,延迟不超过100毫秒。可以识别超过60个类别的目标,单帧目标识别数量超过200个。


系统成本:地平线结合芯片的张量并行计算特点,提出新的网络结构,在保持算力需求维持在较低水平的同时,降低了带宽利用率,征程2。0芯片仅需要使用32位的DDR内存,相对于竞争产品的产品动辄64位甚至128位的DDR内存。


最后,从发布之日起变全面开放。地平线称将提供从系统参考解决方案,到全面开放感知结果,再到工具链的全栈解决方案,充分赋能汽车行业的智能化发展。


那么与征程1。0芯片相比,差别在何处?


一方面,征程2。0在性能上实现一个数量级的提升。


另一方面,征程2.0还可以更高性能更灵活地实现多类AI任务,如:通过调整模型结构,实现精度和延迟的权衡。


当然,最“本质”的不同,毫无疑问是车规级。


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中国首款车规级自动驾驶芯片


所谓“车规级”,是汽车行业质量控制的通行标准。该标准由美国汽车电子委员会AEC(automotive electronics council, AEC)制订,该组织则是由克莱斯勒、福特和通用汽车、Delco Electronics等为建立一套通用的零件资质及质量系统标准而设立。


对于汽车行业而言,车规级的意义早已不言自明。由于符合AEC规范的零部件均可被上述三家车厂同时采用,也促进了零部件制造商交换其产品特性数据的意愿,并推动了汽车零件通用性的实施,为汽车零件市场的快速成长打下基础。并且上述三家车厂外,宝马、奥迪、丰田、现代、沃尔沃、尼桑等也参此执行标准。所以也意味着,通过车规级检测,是汽车领域供应链玩家参与游戏的内在要求。


而对于自动驾驶供应商,通过车规级,则代表从测试阶段,真正走进规模化商用阶段,可以把自动驾驶能力真正带给汽车,也真正推向千家万户。自动驾驶能力,将不再是少数汽车的标签。


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4月流片,8月发布


实际上,这款车规级自动驾驶芯片,4月已有预告。当时上海车展现场,在一项自动驾驶合作达成后,地平线创始人余凯透露:征程2.0处理器已成功流片,将是中国首款车规级芯片。并且“车规级”三字一出,现场就已呼声一片。不过今日发布以前,地平线迟迟没有对外宣布。


被问及原因,地平线解释:为了保证产品以零缺陷的标准交付给客户,流片成功到对外发布这段期间,地平线在做芯片功能和稳定行测试、系统软件开发和稳定性调试。也在与合作伙伴一起打磨基于征程2.0的产品。


现在,地平线宣布:征程2。0开发套件(EVK)已完全准备就绪,可以支持客户直接进行产品设计。


而且规模量产和商业化方面,地平线也显得信心十足,披露称征程2.0已获得多个国内顶尖车厂的前装定点项目订单。


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地平线自动驾驶商业化进展


除了前装车厂的定点项目订单,地平线还有后装方面的商业化进展。


地平线方面称,已经和包括首汽约车在内的多家国内外知名出行服务商、整车厂及造车新势力达成合作,基于地平线自主研发的技术领先且开放灵活的人工智能计算平台,提供辅助驾驶、车内驾驶员安全行为监测及人机交互等一系列解决方案。并且从地域市场来讲,地平线的自动驾驶芯片,已经开启“出海”征程。地平线创办以来,已在美、德、中、日(全球四大主流汽车市场)签下多家车厂客户,成为国内初创公司中第一家将自动驾驶芯片及解决方案实现出海的公司。


去年4月,地平线还在北京车展获得了国际顶级RoboTaxi订单,将部署进入自动驾驶运营车队。不过,并不意味着地平线商业化征程没有竞争。全球范围内,依然面临英伟达等通用芯片的竞争。另外在国内,华为也已明确把MDC610提上议程,发布只是时间问题。但无论如何,地平线目前依然享有“先发”优势,有时间有机会完成最大化实力证明。


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地平线跨越性一步


最后,征程2。0发布,首款车规级芯片量产,对于地平线的意义,或许还不止于上述意义。对于这家估值超过30亿美元的AI芯片独角兽,规模化商业化,也意味着估值和公司发展,将来到新阶段。


地平线在去年完成B轮6亿美元融资,由SK中国、SKHynix以及上汽等联合领投。现在,车规级自动驾驶芯片发布,规模商业化路径开启。如果未来地平线真正“飞跃地平线”,没有哪个节点,比此时此地此芯更关键。


今年2月,地平线宣布获得6亿美元B轮投资,估值达30亿美金,创造AI芯片创业公司融资最高纪录,而其中就有来自顶级汽车集团10亿量级的战略投资,业界规模最大。


业内有个普遍的共识:自动驾驶处理器是人工智能产业的珠穆朗玛,也是自动驾驶实现大规模落地的前提。成为自动驾驶处理器的王者,也就占领了人工智能的制高点。


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现如今,自动驾驶的赛道越来越拥挤,头部玩家的竞争越来越激烈,成立仅4年的地平线量产中国首款车规级AI芯片,是攀登自动驾驶制高点的里程碑事件。


正如地平线创始人&CEO余凯所言:“此次地平线率先推出首款车规级AI芯片不仅实现了中国车规级AI芯片量产零的突破,也补齐了国内自动驾驶产业生态建设的关键环节。”


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余凯手持征程二代开发板


“到2025年,三千万辆汽车内置地平线自动驾驶BPU”,地平线离自己的这个“小目标”更近了。


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地平线的4年“征程”


余凯:芯片只做硬件,客户得到的就是石头


相比于单纯做AI芯片硬件的公司和单纯做AI软件算法及应用的公司,地平线的独特性在于,从创立之初就坚持走“算法+芯片”的软硬结合道路,现如今,这已经成为科技行业的重要趋势。


余凯曾说过:“如果只做硬件不做软件,那给客户交付的就是一块石头。”


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地平线创始人&CEO余凯


秉承这样的原则,地平线通过软硬深度优化、协同设计,向行业提供高性能、低功耗、低成本的解决方案,并成为国内唯一一家已成功流片并量产的车规级芯片,且能够提供“算法+芯片”软硬结合的智能驾驶解决方案的公司。


成立两年半自主研发的芯片正式流片并发布,成立四年量产中国首款车规级AI芯片,如何做到的?我们先从地平线入局AI芯片产业讲起。


壁垒高筑、老牌新贵争霸,地平线凭什么引领边缘AI芯?


2015年,成立伊始的地平线是中国唯一的AI芯片公司。今天,在人工智能浪潮的助推下,AI芯片产业快速崛起,也吸引了不少实力玩家的加入。


国外方面,既有像英特尔、英伟达、赛思灵这样的老牌芯片巨头拦路,又有谷歌、苹果、高通这样的顶尖科技公司断后。


国内方面,既有华为、阿里、百度这样的高级玩家自研、收购、投资AI芯片(比如华为最近发布的AI芯片“昇腾 910”正式商用,号称算力最强;阿里的“平头哥”7月发布“玄铁910”,可用于人工智能以及自动驾驶等领域;还有百度自研的DuerOS智慧芯片、XPU等),又有地平线和寒武纪这样的AI芯片创业公司潜心研发。


总体来看,当前的行业格局是,云端AI芯片市场英伟达一家独大,阿里、百度等云计算企业奋起直追,而终端AI芯片市场多玩家并存,尚未出现绝对的头部公司,这就是地平线的机会。


地平线从2017年推出边缘AI芯片,到今天量产车规级AI芯片,开辟一条越来越清晰,越来越宽广的道路。


研发周期至少3年,入局车规级芯片壁垒高


车规级芯片的突破是自动驾驶实现大规模落地的必要条件,但想要研发出一款车规级芯片并非易事。


普通芯片的设计就很难,而设计车规级AI芯片更是难上加难,需要经过严苛的研发、制造、封装、测试和认证流程。


车规级芯片设计的挑战性主要体现在:


高耐受度。不像消费电子设备,汽车所处的环境更恶劣。比如温差变化,需要芯片有更高的耐温区间,比如道路颠簸,需要芯片有更强的抗振和和抗冲击的能力。


高可靠性。汽车对可靠性的要求比手机、平板更高,如果不能做到零缺陷,可能会将生命财产至于危险之中。因此,需要达到相应的技术标准,如汽车电子可靠性标准AEC-Q100。


长寿命。一般汽车的设计寿命在15年20万公里左右,远长于消费电子产品寿命要求。


高壁垒。车规级芯片的相关产业链很长,需要各领域协同。除了产品本身,车规级芯片对售后服务等综合能力有很高的要求。而且,芯片设计投入大、周期长、迭代快、风险高,单款芯片至少需要数千万美元投入,研发周期至少3年,车规级甚至要到7年。而且短期很难获得回报,一次失败可能就再也追不上对手了。


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车规级(AEC-Q100)质量测试标准


什么难做就做什么,技术流的地平线死磕AI芯


“什么难做就做什么”,用这句话形容地平线再合适不过。2017年12月,地平线自主研发的征程(Journey)1.0 芯片正式流片并发布,和旭日(Sunrise)1.0一起,成为中国最早实现量产流片的人工智能芯片,并已大规模商用。


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2018年4月,地平线发布了新一代自动驾驶处理器征程二代架构。2019年初,征程二代芯片流片成功。


余凯曾表示:“芯片的研发周期很长,不同于游戏和软件研发,只要加班加点就能缩短,它的量产至少需要一年半的研发时间。”


先起跑的地平线为自己争取了一年半的先发优势,并且一路狂奔。


作为有着一流技术背景的公司,征程二代芯片可谓集大成者。这个中国首款车规级AI芯片搭载地平线自主创新研发的高性能计算架构BPU2.0(Brain Processing Unit),可提供超过4 TOPS的等效算力,典型功耗仅2瓦。具体来说,这款芯片具备:


高算力利用率:典型算法模型的算力利用率不低于90%。


高算力有效性:每TOPS AI能力输出可达同等算力GPU的10倍以上。


感知可靠性:典型目标的识别精度超过99%,延迟不超过100毫秒。


感知丰富性:可以识别超过60个类别的目标,单帧目标识别数量超过200个。


较低的系统成本:地平线结合芯片的张量并行计算特点,提出新的网络结构,在保持算力需求维持在较低水平的同时,降低了带宽利用率,征程2。0芯片仅需要使用32位的DDR内存,相对于竞争产品的产品动辄64位甚至128位的DDR内存,有巨大的成本优势。


全面开放:提供从参考解决方案,到开放的感知结果,再到芯片及工具链的基础开发环境,并可依据客户的不同需求提供不同层次的产品交付和服务。


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2019年初宣布流片成功,但为了确保最终以零缺陷的标准交付给客户,地平线今天才正式推出征程二代芯片。而在这期间,地平线在做芯片功能和稳定行测试、系统软件开发和稳定性调试、不断打磨基于征程二代的产品。目前,征程二代的开发套件已完全准备就绪,可支持客户直接进行产品设计。


首款车规级AI芯片流片和量产对于整个行业来说意义重大,地平线为国内AI芯片公司做了榜样,同时也为厂商提供了一个性能更强、价格更优的新选择。


从“AI时代的Intel”到“AI on Horizon”,只造武器不打仗


只造武器不打仗,做AI时代的赋能者


在今年4月举办的“第十八届上海国际汽车工业展览会”上,余凯首次对外明确了地平线的战略选择——AI on Horizon,他表示,“AI on Horizon, Journey Together”的理念就是:


定位Tier2供应商,只造武器不打仗,不碰数据,不做产品;


芯片开放赋能,一路成就客户;


提供超高性价比,极致功耗和开放的服务。


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基于这样的战略,在汽车产业里,地平线定位自己为Tier2(二级供应商),是Tier1(一级供应商)和OEM的AI赋能者,通过提供基础的“芯片+工具链”,并向合作伙伴提供先进的模型编译器、完备的训练平台、场景驱动的SDK、丰富的算法样例等工具和服务,赋予汽车感知、建模的能力,实现车内车外智能化,用边缘AI芯片全面赋能智能驾驶。


从创业最初表示要做“AI时代的Intel”,到如今的“AI on Horizon”,地平线在AI时代的角色和定位越来越明晰。


开创中国高端芯片出海的先河,商业落地一路领跑


从技术产品到商业化落地是一道深深的鸿沟,基于软硬结合的产品策略,以及将自身定位于“产业赋能者”的商业模式,地平线的版图不断扩大。


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2018年是地平线产品落地首年,AI芯片产品的出货达到几十万量级,全年营收达数亿元,初步印证了其商业化能力。


作为首个在美、德、中、日全球四大主流汽车市场获得重量级客户的AI芯片公司,地平线在商业落地上一路领跑,已同包括奥迪、博世、上汽、广汽、长安、比亚迪等国内外顶级Tier1和汽车厂商,以及禾赛科技、高新兴、首汽约车、SK电讯等科技公司及出行服务商达成战略合作。同时,地平线开创了中国高端芯片出海的先河。


前装破局,两年装百万量,五年内装千万辆


前装定点项目既是自动驾驶公司核心技术实力的试金石,也是自动驾驶公司迈入大规模商业化的硬标准。


车规级芯片成功流片后,地平线已在高级别自动驾驶、辅助驾驶(ADAS)、多模交互等方向斩获多达5个国家的客户的前装定点,并有望于明年上半年获得双位数的前装车型定点。率先搭载地平线车规级AI芯片及解决方案的量产车型最早将于明年年初上市。


前装破局,意味着地平线征程芯片的商业化将迎来爆发式增长,地平线副总裁&智能驾驶产品线总经理张玉峰表示:征程芯片两年内将有百万量级的前装装车量,五年内则有望完成千万量级的目标。


在后装市场,地平线的商业化落地亦在加速推进,目前已同包括首汽约车、SK电讯在内的多家国内外出行服务商、运营商达成合作,基于地平线AI芯片及算法,提供辅助驾驶(ADAS)、车内多模交互、高精地图建图与定位等一系列智能化解决方案,并已实现批量部署,预计未来两三年内能够部署上千万辆汽车。


此外,地平线高性能、低功耗、低成本的 AI 芯片及解决方案 Matrix 得到了国内外自动驾驶厂商和 Robotaxi 运营车队的青睐,目前已在海内外赋能近千辆 L4 级别的自动驾驶车辆,Matrix 已成为全球 L4 自动驾驶计算平台的明星产品,未来两三年将有望到达万级规模的出货。


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地平线Matrix二代


算力将高达192 TOPS,Matrix三代明年发布


除了征程二代,发布会还有几个亮点值得关注:


1、AI芯片工具链 Horizon OpenExplorer。伴随征程二代芯片正式量产,地平线AI芯片工具链 Horizon OpenExplorer(地平线“天工开物”)也正式亮相。Horizon OpenExplorer 包含面向实际场景进行AI算法和应用开发的全套工具。模型训练工具、检查验证工具、编译器、模拟器、嵌入式开发包等悉数亮相,工具链中还有参考模型样例、参考整体软件方案支持客户快速产品落地。


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AI芯片工具链 Horizon OpenExplorer


2、征程三代研发路线图。搭载地平线高性能计算架构BPU3.0的征程三代芯片,符合AEC-Q100和ISO 26262车规级标准,预计将于明年正式推出。


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征程自动驾驶SoC芯片发路线图


3、Matrix二代开发套件及计算平台,基于征程二代车规级芯片,将于明年正式上市。相比上一代Matrix,地平线此次发布的全新自动驾驶计算平台在算力提升高达16倍的同时,功耗仅为原来的2/3。同时可支持高达800万像素的视频输入,行人检测距离高达100米,并满足多个国家、不同场景下自动驾驶运营车队以及无人低速小车的感知计算需求。


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地平线Matrix二代自动驾驶计算平台


据悉,将于明年发布的基于征程三代的Matrix自动驾驶计算平台算力将高达192 TOPS,具备支持ASIL D的系统应用场景的能力,助推自动驾驶早日实现大规模落地。与特斯拉自动驾驶平台相比,地平线第三代自动驾驶平台算力更高、功耗更低。


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地平线第三代自动驾驶平台对标特斯拉自动驾驶平台


AI芯片作为下一代基础设施型芯片,有望跑出新的芯片巨头玩家,手握技术和产品,又在商业化一路领先的地平线会不会成为头号玩家?我们拭目以待。

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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