跨域計(jì)算芯片，一把被忽視的汽車降本尖刀

作者 | 王博，編輯 |?德新

15-25萬級(jí)車型智能化抓手

2019年前后，「中央運(yùn)算單元+區(qū)域控制」的架構(gòu)被提出。基于這一趨勢，從板級(jí)的多芯片，到板級(jí)的單芯片，集成度越來越高，跨域計(jì)算芯片隨之來到聚光燈下?？缬蛴?jì)算芯片的特點(diǎn)是，與專為智能座艙、智駕而準(zhǔn)備的芯片不同，由于融合了座艙和智駕等功能，從而帶來整體開發(fā)成本的下探。

這一賽道上，先是出現(xiàn)了一些支持跨域計(jì)算的芯片，如英偉達(dá)Thor、高通8775。后來，擅長性價(jià)比的本土芯片公司，以更極致的跨域計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)，將性能、成本再次向前推進(jìn)。其中，黑芝麻智能的武當(dāng)C1200家族等產(chǎn)品，正是向英偉達(dá)、高通發(fā)起挑戰(zhàn)。C1200家族針對智駕、座艙、數(shù)據(jù)交換等不同需求組合，可提供芯片級(jí)軟硬件兼容的解決方案。

相比于原本多獨(dú)立域控的形態(tài)，不僅節(jié)省了SoC芯片及周邊配套元器件，還可以降低PCB總體面積，外殼/散熱設(shè)計(jì)以及域間通信等成本。本土芯片玩家在跨域計(jì)算領(lǐng)域發(fā)起的挑戰(zhàn)，始于三年前，仰仗的是數(shù)百人的團(tuán)隊(duì)幾百個(gè)日夜的攻堅(jiān)。

跨域計(jì)算芯片：一次性流片成功

芯片公司的試錯(cuò)成本很高，黑芝麻智能創(chuàng)始人兼CEO單記章曾感嘆，「一家芯片公司，錯(cuò)一次可能很難受，錯(cuò)兩次可能就死了?！?021年，這家公司在進(jìn)行市場分析后，決定立項(xiàng)C1200家族芯片的研發(fā)。彼時(shí)，做一款跨域計(jì)算芯片的挑戰(zhàn)在于，面向這一行業(yè)創(chuàng)新的應(yīng)用方向，如何定位準(zhǔn)確，如何引入新技術(shù)新架構(gòu)，并高質(zhì)量地完成既定開發(fā)節(jié)點(diǎn)，需要慎重決策。C1200要考慮的是如何迎戰(zhàn)英偉達(dá)和高通。

以艙駕一體的融合應(yīng)用為例，黑芝麻智能認(rèn)為，多域融合帶來了降本增效，應(yīng)該針對規(guī)?；牧慨a(chǎn)，針對中端主流車型的強(qiáng)需求，而不是僅僅是高端車型的新需求。
高端車型，恰恰是英偉達(dá)Thor、高通8775P的火力密集區(qū)，一些主機(jī)廠甚至在極力爭奪這些明星芯片的首發(fā)權(quán)?；诖?，C1200家族的定位是面向中端主流應(yīng)用，面向客戶需求和市場份額最大，同時(shí)也是能給主機(jī)廠帶來最大收益的部分，并且真正解決艙駕一體帶來的安全性挑戰(zhàn)。黑芝麻智能的團(tuán)隊(duì)為C1200家族芯片設(shè)計(jì)了更高的功能集成度，和更高的安全能力。

在過去兩年，管理團(tuán)隊(duì)和設(shè)計(jì)開發(fā)、產(chǎn)品市場、軟件工具團(tuán)隊(duì)一同，幾百人持續(xù)攻關(guān)，最終保證了流片的一次成功。為滿足跨域計(jì)算需求，C1200家族芯片包含了通用處理單元CPU、圖形加速處理單元GPU、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速單元NPU、機(jī)器視覺加速處理模塊CV、語音圖像數(shù)字信號(hào)處理單元DSP、實(shí)時(shí)處理單元RT MCU和車身數(shù)據(jù)線速轉(zhuǎn)發(fā)單元ESDE，共計(jì)七大類可編程算力類型。C1200家族現(xiàn)有C1236、C1296兩款芯片：

基于C1236單芯片可以支持NOA應(yīng)用；

C1296則作為行業(yè)首顆支持多域融合的計(jì)算芯片，發(fā)力艙駕一體。

放到國內(nèi)汽車市場，C1200家族更適合搭載在15 - 25萬區(qū)間的車型上。黑芝麻智能表示，隨著后續(xù)各智能功能在車型上的滲透下探，該價(jià)格區(qū)間可能會(huì)進(jìn)一步下探。那么，本土芯片玩家的跨域計(jì)算芯片，和英偉達(dá)Thor以及主流的座艙芯片相比，究竟有何不同，真的能順利吃下15-25萬元的市場份額嗎？

支持性提升：更多座艙場景，更強(qiáng)智駕

C1200家族芯片并非簡單的多IP核心集成，而是對多項(xiàng)要素進(jìn)行了重新布局。黑芝麻智能的產(chǎn)品矩陣中，已經(jīng)有面向智駕功能的A1000家族，更有A2000家族在路上。面向跨域計(jì)算的武當(dāng)C1200家族，可以理解為以一款全新產(chǎn)品，兼顧了座艙、智駕、實(shí)時(shí)處理、數(shù)據(jù)交換等需求。支持智駕功能，同時(shí)比市面上的智能座艙芯片優(yōu)勢更多，是C1200家族芯片存在的價(jià)值。智能座艙上，相比市面上的主流座艙芯片，C1200家族的CPU、NPU、GPU單核性能，大多高于市面上的產(chǎn)品。

這意味著，C1200家族的單核上可部署的性能上限更高。雖然主流座艙芯片可通過更多核集成的形式提升整體算力，但實(shí)際應(yīng)用場景受限，且?guī)砀嗟娜蝿?wù)調(diào)度/資源分配開銷，開發(fā)復(fù)雜度更高，在整體開發(fā)成本上更高。

智駕領(lǐng)域，C1200家族相比自家的A1000做了優(yōu)化。與已經(jīng)量產(chǎn)交付的A1000相比，在NN處理上，C1236提供了和A1000基本相同的NN算力，同時(shí)優(yōu)化了內(nèi)存架構(gòu)，確保NN的執(zhí)行效率更高，對BEV的算法支持能力更強(qiáng)。此外，C1236提供了更大的CPU算力，滿足更復(fù)雜的NOA融合及規(guī)劃算法的需要；同時(shí)內(nèi)置的實(shí)時(shí)安全算力，以及數(shù)據(jù)交換能力，能節(jié)省更多的成本。

C1296的AI算力也可以支持NOA級(jí)別智駕應(yīng)用，通過硬隔離將MPU拆分成功能安全隔離的Main MPU和Isolated MPU，能在不使用虛擬機(jī)的情況下，方便高效地滿足典型的艙駕跨域場景的任務(wù)布置方案。結(jié)合對Hypervisor的支持，C1296還能靈活支持更為復(fù)雜的跨域場景所需的任務(wù)布置，兼顧了靈活和方便高效。C1200家族的推出對于黑芝麻智能接下來的智駕芯片A2000的設(shè)計(jì)也有提升作用。比如，A2000上復(fù)用了C1200家族芯片設(shè)計(jì)驗(yàn)證過的部分先進(jìn)IP，如 CPU、GPU、memory控制器等等， 降低了A2000整體設(shè)計(jì)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

總體上，這一針對跨域融合應(yīng)用設(shè)計(jì)的芯片架構(gòu)，不僅考慮了多域融合應(yīng)用對于各類計(jì)算資源的需求，更考慮了多應(yīng)用場景部署到單芯片時(shí)的可靠性及安全性，而且完全遵循車規(guī)設(shè)計(jì)及功能安全設(shè)計(jì)。做跨域計(jì)算芯片，黑芝麻智能優(yōu)勢有以下幾點(diǎn)：

擁有自研的NPU?？梢栽贏1000系列現(xiàn)有成熟的NPU基礎(chǔ)上，優(yōu)化了存儲(chǔ)架構(gòu)，提供了更高效的NN處理能力；

家族化的工具鏈，可以幫助主機(jī)廠快速完成算法在A1000和C1200之間移植，減少開發(fā)資源投入；

自研ISP，可以提供2.4Gpps的處理能力，不但滿足12路高清攝像頭的接入處理，還能支持17MP以上攝像頭的接入處理。同時(shí)增加了RGB-IR Sensor的支持，在DMS等艙內(nèi)處理上支持更廣泛的攝像頭類型。

「C1200家族的算力比英偉達(dá)Thor系列低，但架構(gòu)設(shè)計(jì)上真正為了艙駕一體和跨域融合而生?！购谥ヂ橹悄芊矫娓嬖VHiEV，「從跨域架構(gòu)的角度，C1200家族芯片比Thor更先進(jìn)?！?/p>

以跨域計(jì)算芯片應(yīng)對降本潮

主機(jī)廠正在尋找各種降本空間，跨域計(jì)算芯片是可以考慮的切入點(diǎn)。畢竟，高階智駕和更豐富的智能座艙應(yīng)用，是車企繞不開的趨勢。而跨域計(jì)算芯片作為應(yīng)對降本潮的一把尖刀，如今尚未獲得足夠重視，更多當(dāng)做了前瞻技術(shù)對待。黑芝麻智能告訴HiEV，主機(jī)廠對跨域計(jì)算芯片的需求有幾點(diǎn)：

一是平臺(tái)化兼具靈活性，即該芯片系列可覆蓋不同的跨域計(jì)算需求，具備不同域需求組合的靈活性；

二是可靠與安全性，不同域的應(yīng)用功能安全等級(jí)不同，如需要確保低安全等級(jí)應(yīng)用的問題不會(huì)影響高安全等級(jí)應(yīng)用的正常運(yùn)行；

三是市場定位與性價(jià)比，要求芯片性能與成本盡量覆蓋更多車型需求，尤其是中端主流車型；

四，可量產(chǎn)性，涉及方面較多，如軟硬件生態(tài)成熟度，開發(fā)投入等。

上月的北京車展期間，黑芝麻智能與均聯(lián)智及共同向行業(yè)發(fā)布了基于黑芝麻智能武當(dāng)C1296智能汽車跨域計(jì)算芯片開發(fā)的CoreFusion艙駕一體軟件開放平臺(tái)，為開發(fā)者提供高效的操作系統(tǒng)級(jí)軟件底座、開發(fā)工具鏈及完備的生態(tài)。

目前，一汽紅旗正基于C1200家族芯片，在各個(gè)域進(jìn)行全方位的評估與合作。

在跨域計(jì)算芯片這一市場，并不只有英偉達(dá)Thor、高通8775P這些國外產(chǎn)品，國內(nèi)玩家開始進(jìn)入獲得一定的話語權(quán)。黑芝麻智能認(rèn)為，跨域融合SoC的趨勢是，在滿足座艙與智駕等典型場景算力需求的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)跨域融合SoC的安全性，為業(yè)界提供高性價(jià)比的、針對規(guī)模化量產(chǎn)的安全方案。汽車行業(yè)需要奪人眼球的高端產(chǎn)品，更需要能解決需求的、普惠的大眾產(chǎn)品，是本土芯片公司擅長的地帶，也是他們的機(jī)會(huì)。