國產(chǎn)智駕和座艙芯片與外資差距在哪？

國產(chǎn)智駕和座艙芯片與外資差距主要在CPU，當然這與市場定位也有關(guān)系。實際上，CPU消耗的成本遠高于AI部分，Mobileye的CPU也很弱。不過，要打破外資壟斷高端，這個短板必須補齊。

智駕和座艙芯片廠商芯片對比

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

國產(chǎn)芯片與外資芯片差距一目了然，主要就在CPU領(lǐng)域。國產(chǎn)芯片陣營CPU最高的是主要做手機芯片的展訊，其A7870平臺配置了車規(guī)級6nm制程處理器，8核設計，包括1個2.7GHz的A76大核、3個2.3GHz的A76中核以及4個2.0GHz的A55小核。GPU采用NATT 4核@850Mhz，擁有217 GFLOPS浮點算力；NPU算力達到8 TOPS。

紫光展銳的A7870和瑞芯微的RK3588以及芯擎科技的龍鷹一號，與高通的SA8155P相比，CPU架構(gòu)基本差不多，但高通的CPU核心頻率稍高，因此CPU算力達105K DMIPS。

ARM CPU架構(gòu)

來源: ARM

A55是Arm大小核架構(gòu)中的小核，主要配合A76大核使用，一般運行頻率在1.8GHz，是國內(nèi)最常用的架構(gòu)。地平線、黑芝麻和芯馳都是用A55，或許這三家都在下一代產(chǎn)品計劃用A72，之所以用A55應該還是出于成本的考慮。而紫光展銳主要是針對手機芯片，其手機芯片早就用了A76；瑞芯微產(chǎn)品線比較廣，成立也超過20年；芯擎背后有吉利和ARM撐腰，A76架構(gòu)獲得的成本可能會低一點。

德州儀器的TDA4之所以能橫掃行泊一體市場，主要競爭力來自三方面：

行泊一體的興起讓一眾原本致力于L4的初創(chuàng)公司找到了救命稻草，百度、大疆、紐勱科技、MAXIEYE、禾多科技、易航智能、福瑞泰克、知行科技、小馬智行、輕舟智航、AutoBrain、元戎啟行，基本都是以TDA4為主的方案，當然它們同時也有其他方案；而傳統(tǒng)Tier-1跟進稍慢，但競爭力更強，經(jīng)緯恒潤和德賽西威也有TDA4方案，進展很快。

智能駕駛方面對CPU的要求也越來越高，高性能CPU的成本和門檻都遠高于高性能NPU。想要1000TOPS以上AI算力易如反掌，但要超過300K的CPU算力，全球只有英偉達、英特爾、AMD、蘋果、三星、聯(lián)發(fā)科、亞馬遜這七家能做到。

新思科技的ARC NPX6 NPU IP讓3500TOPS唾手可得（見下圖）。

圖片來源：新思科技

英偉達最新的Thor毫無疑問會采用其最新的Grace CPU，只不過不會是驚人的72核，估計是12核或16核。

圖片來源：英偉達

英偉達的GPU-CPU Superchip可以看做是Thor的放大版。

Grace Hopper超級芯片的內(nèi)部框架圖

圖片來源：英偉達

Hopper實際就是英偉達的H100 GPU。

Grace CPU內(nèi)核是ARM的Neoverse V2，代號Demeter，ARM在2022年9月正式對外發(fā)布，不過英偉達至少在2021年中期就應該拿到了該內(nèi)核架構(gòu)的授權(quán)，2022年中期就基本完成Grace CPU的開發(fā)，這也是英偉達第一個CPU。GPU和NPU（AI）都是協(xié)處理器，也就是devices，CPU才是host。某種意義上，GPU和NPU是與鼠標、鍵盤一樣的外設，一切全由CPU安排任務和處理數(shù)據(jù)。

Transformer時代，CPU作用得到進一步強化，一是大量數(shù)據(jù)進入Transformer前要做token嵌入，需要用到大量三角函數(shù)運算，且是串行的，只有CPU最合適。二是Transformer每一層內(nèi)部并行計算，外部串行計算。需要大量的分支跳轉(zhuǎn)以及歸一化用到的矢量運算。只有矩陣乘法的NPU很難處理，必須增加標量和矢量運算單元。

圖片來源：ARM

阿里達摩院引以自豪的芯片倚天710也是基于Arm Neoverse的，不過是性能更低的N系列中的N2架構(gòu)，性能遠不及V2架構(gòu)的英偉達Grace，單線程也不如更早期的亞馬遜 Graviton3。

圖片來源：ARM

Arm Neoverse V2主要為高性能矢量和機器學習而設計。

英偉達Grace CPU特性

圖片來源：英偉達

英偉達的144核心的Grace CPU采用Arm V9指令集，附帶SVE2（Scalable Vector Extension）指令集，就是支持靈活矢量長度（128-2048，以128為步長）的指令，為了HPC和ML而設計。這個CPU的浮點算力極高，達到7.1TFLOPS，而英偉達H100(SMX5)也不過是34TFLOPS。

Grace內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖片來源：英偉達

英偉達的Grace CPU是兩個CPU用NVLink C2C并聯(lián)的，Thor肯定無需這么做，只需要單片。

高通也在自研CPU，不過不是基于Arm架構(gòu)的，而是高通收購的Nuvia架構(gòu)。

高通基于Nuvia架構(gòu)的CPU

高通在2021年投資者大會上宣布下一代CPU將由收購的Nuvia團隊設計，預計2023年有樣品可以供大客戶，目標市場針對筆記本電腦市場，并且將擴展到移動、汽車和數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域。

Nuvia由三位蘋果前高管創(chuàng)立，他們分別是杰拉德·威廉姆斯（Gerard Williams III）, 古拉蒂（Manu Gulati）和布魯諾（John Bruno）。這三位創(chuàng)始人都曾在蘋果工作過，且在iPhone芯片部門擔任過高管職務，擁有超過20年的半導體工程經(jīng)驗，迄今已獲得100多項專利。其中，威廉姆斯曾擔任蘋果CPU和A系列SoC首席設計師，九年期間幾乎負責了蘋果所有芯片的研發(fā)，包括Cyclone、Typhoon、Twister、Hurricane、Monsoon和Vortex等架構(gòu)。他于2019年初離開蘋果公司。除了蘋果，另外兩位創(chuàng)始人還在谷歌工作過，其中古拉蒂曾在AMD和谷歌從事芯片研究，且在蘋果公司工作了八年，從事移動端SoC的開發(fā)；而布魯諾曾在谷歌從事芯片研究工作，2012年加入蘋果公司，并在芯片平臺架構(gòu)小組工作了五年多。

2019年2月，三人在美國加州圣克拉拉郡聯(lián)合創(chuàng)立Nuvia。2019年11月15日，Nuvia宣布完成5300萬美元的A輪融資，由著名的硅谷投資者Capricorn Investment Group和戴爾技術(shù)資本領(lǐng)投，Mayfield、WRVI Capital以及Nepenthe LLC參投。加上2020年9月官宣完成的2.4億美元的B輪融資，Nuvia兩輪總募集資金達到了2.93億美元。2021年1月高通以14億美元收購了Nuvia。

目前第一款基于Nuvia設計的芯片已經(jīng)在測試中，2023年底就會正式推出，目前有三個型號，分別是SC8380、SC8370、SC8350，分別是12、10、8核心，12核心即8個大核心，4個小核心。Nuvia設計的首款芯片主要用于筆記本電腦上，即8CX GEN4，這一點從型號就可以看出，8CX GEN3的頂配型號是SC8280。車載領(lǐng)域會略微靠后，約在2024年底會推出基于Nuvia設計的CPU的車載芯片。

受限于成本因素，國產(chǎn)芯片用Arm Neoverse或Cortex-x3不大可能，但是A55確實低了點，Cortex-A72應該是入門機型也能用的起的，能用A76更好。

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