英偉達(dá)成為自動(dòng)駕駛“最強(qiáng)大腦”也是偶然中的必然

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如果非要給“2019 年”安上一個(gè)元年的稱號(hào)，那應(yīng)該是自動(dòng)駕駛商業(yè)化元年。原因很簡(jiǎn)單，汽車市場(chǎng)銷量下滑了。根據(jù) JATO 的數(shù)據(jù)，2018 年全球汽車銷量下降 0.5%。中國(guó)汽車協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)也顯示，2019 年 1 月中國(guó)乘用車銷量同比下降 17.71%。中國(guó)市場(chǎng)本來(lái)是全球汽車市場(chǎng)的增長(zhǎng)引擎，突然掉頭轉(zhuǎn)下讓全球汽車廠商有些蒙圈：不是說好的一路看漲嗎？

下跌就說明市場(chǎng)飽和了，要想繼續(xù)漲就要亮出點(diǎn)新鮮玩意兒讓用戶買單，就像大熱了近十年的智能手機(jī)市場(chǎng)，每年吸引用戶換機(jī)的動(dòng)力就是層出不窮的酷炫功能，在汽車領(lǐng)域同樣需要?jiǎng)?chuàng)新，自動(dòng)駕駛技術(shù)當(dāng)仁不讓的熱點(diǎn)，如果今年走向商業(yè)化，整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)會(huì)實(shí)現(xiàn)變革。

在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，最亮眼的公司就是英偉達(dá)，這家以 GPU 為主要產(chǎn)品的芯片公司不僅趕上了游戲產(chǎn)業(yè)起飛的風(fēng)口，同樣在自動(dòng)駕駛和 AI 領(lǐng)域也搶了先機(jī)，或許多年后，當(dāng)黃仁勛回憶往事的時(shí)候會(huì)對(duì)自己的果敢決策點(diǎn)贊。

由簡(jiǎn)入難，NvidiaTegra 選擇從車載娛樂開始
如果一個(gè)公司想要進(jìn)入新的領(lǐng)域，最快的方式就是收購(gòu)。英特爾就是一個(gè)好榜樣，僅在 2015 年 -2017 年就收購(gòu)了 Altera、Movidius 和 Mobileye，迅速拼好了 AI 和汽車版圖，英偉達(dá)顯然并沒有選擇并購(gòu)這條捷徑。

從英偉達(dá)的汽車市場(chǎng)發(fā)跡史來(lái)看，它的成功似乎是偶然中的必然。NvidiaTegra 產(chǎn)品剛上市時(shí)還叫做移動(dòng)超級(jí)芯片，從技術(shù)上來(lái)看，這款芯片集成了超低功耗 (ULP) 英偉達(dá)精視（NVIDIA?GeForce）GPU，可實(shí)現(xiàn)雙倍瀏覽速度以及硬件加速 Flash 功能，可提供最佳的移動(dòng) Web 體驗(yàn)，該 GPU 還給用戶提供媲美游戲機(jī)畫質(zhì)的游戲體驗(yàn)，由此可見，黃仁勛的初心是要主攻移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)。其實(shí)，第一代產(chǎn)品最終只用在 ZUNE HD 以及 Kin 這兩款微軟的產(chǎn)品上；2010 年推出第二代 Tegra 才獲得 Acer、華碩、LG 等大廠認(rèn)可；在 2013 年推出了 NVIDIA Tegra 3，開始轉(zhuǎn)向平板電腦。

2014 年平板電腦市場(chǎng)開始疲軟，在資本的壓力下，英偉達(dá)開始為 Tegra 芯片尋找新的應(yīng)用市場(chǎng)，恰巧那時(shí)候的特斯拉也在起步，Model S 電動(dòng)車的車載娛樂系統(tǒng)需要一款合適的處理器，Tegra 3 也正好符合馬斯克的胃口，于是黃仁勛就抓住了這顆稻草。Model S 就是基于 Tegra 3 進(jìn)行了設(shè)計(jì)，帶著英偉達(dá)進(jìn)入了汽車市場(chǎng)。

Drive CX 和 Drive PX：自動(dòng)駕駛見雛形
有了 Tegra 3 和特斯拉的背書，英偉達(dá)在 2015 年 1 月推出了車載平臺(tái) Drive CX 和 Drive PX，Drive CX 配備了雙 Tegra X1 處理器，可接入 12 枚錄制每秒 30 幀 4K 視頻的攝像頭，能以每秒 2.3 萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算的速度處理數(shù)據(jù)，主要用于車載娛樂顯示屏。汽車在自動(dòng)駕駛過程中本身需要采集大量的路況信息并作出及時(shí)的運(yùn)算分析，Drive CX 就是為了解決這樣的問題而生。

Drive PX 平臺(tái)運(yùn)用的是兩塊 Tegra X1，最多支持 12 路攝像頭輸入，同時(shí)像素處理能力達(dá)到每秒 13 億個(gè)。這在當(dāng)年是一個(gè)相當(dāng)“高級(jí)別”的技術(shù)參數(shù)，媒體幾乎要為這樣的速度尖叫，英偉達(dá)將其稱為自動(dòng)駕駛方案，車廠可以借助該平臺(tái)，通過其深度學(xué)習(xí)功能自動(dòng)將路上的交通標(biāo)示、行人、救護(hù)車、警車、貨車自動(dòng)區(qū)分，并搶先預(yù)判前邊并道的車輛。這套方案在當(dāng)時(shí)無(wú)疑是超前預(yù)演了 L2 以上的自動(dòng)駕駛場(chǎng)景。

其實(shí)在發(fā)布 Drive CX 和 Drive PX 之前，Tegra 的車載解決方案已經(jīng)應(yīng)用到大眾高爾夫、勞斯萊斯魅影、邁凱輪 MP4-12C 等車型，甚至奧迪的前置激光大燈還獨(dú)立使用了一套 Tegra 芯片用于控制車燈照射范圍、亮度和會(huì)車燈光處理，當(dāng)時(shí)已經(jīng)有超過 800 萬(wàn)輛汽車搭載 Tegra 芯片，顯然英偉達(dá)已經(jīng)從消費(fèi)電子芯片供應(yīng)商轉(zhuǎn)型為汽車電子芯片供應(yīng)商。

到 2016 年 1 月，英偉達(dá)又發(fā)布了 DrivePX2，采用了 16nmFinFET 工藝，TDP 達(dá) 250W，支持 12 路攝像頭輸入、激光定位、雷達(dá)和超聲波傳感器。CPU 部分由兩顆 NVIDIA Tegra2 處理器組成，每顆 CPU 包含 8 個(gè) A57 核心和 4 個(gè) Denver 核心；GPU 部分采用兩顆基于 NVIDIAPascal 架構(gòu)設(shè)計(jì)的 GPU。單精度計(jì)算能力達(dá)到 8TFlops，深度學(xué)習(xí)計(jì)算能力達(dá)到每秒 24 萬(wàn)億次，在單精度運(yùn)算速度上是 DrivePX 的 4 倍，深度學(xué)習(xí)速度是 DrivePX 的 10 倍，可以滿足 L3 自動(dòng)駕駛的運(yùn)算要求。自此，英偉達(dá)在自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的地位已經(jīng)站穩(wěn)。

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Drive Xavier 打造 AI 自動(dòng)駕駛車載計(jì)算平臺(tái)
“AI 自動(dòng)駕駛車載平臺(tái)”是英偉達(dá)在 2018 年 1 月發(fā)布時(shí)對(duì) Drive Xavier 的命名，無(wú)可厚非，這款產(chǎn)品重點(diǎn)是做無(wú)人駕駛，但是依然蹭了 AI 的熱點(diǎn)。從參數(shù)配置上看，Xavier 的技術(shù)陣勢(shì)非常強(qiáng)大，包含一個(gè)特別定制的 8 核 CPU、一個(gè)全新的 512 核 VoltaGPU、一個(gè)全新深度學(xué)習(xí)加速器、全新計(jì)算機(jī)視覺加速器、以及全新 8KHDR 視頻處理器，每秒可運(yùn)行 30 萬(wàn)億次計(jì)算，功耗僅為 30w，能效比上一代架構(gòu)高出 15 倍，可以滿足 L3/L4 自動(dòng)駕駛的計(jì)算需求。

同時(shí)，英偉達(dá)還和采埃孚、百度合作共同打造自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其中英偉達(dá)負(fù)責(zé)提供 Xavier 作為車載核心處理器，這相當(dāng)于是無(wú)人汽車的大腦；采埃孚負(fù)責(zé)提供車載計(jì)算機(jī)、傳感器系統(tǒng)，采埃孚的 ProAI 將能夠處理來(lái)自多個(gè)攝像頭、光學(xué)雷達(dá)和雷達(dá)的數(shù)據(jù)，繪制車身周圍的 360 度視圖，在高清地圖上進(jìn)行定位，并在交通行駛中規(guī)劃安全行駛路徑；百度為無(wú)人汽車提供無(wú)人駕駛解決方案 Apollo Pilot，為自動(dòng)駕駛的汽車提供數(shù)據(jù)庫(kù)等調(diào)整方案。這樣的組合可謂完美，從芯片到系統(tǒng)全覆蓋，三家公司發(fā)揮各自長(zhǎng)處占領(lǐng)自動(dòng)駕駛的一角。

DrivePXPegasus：下一代自動(dòng)駕駛平臺(tái)
英偉達(dá)還為自動(dòng)駕駛設(shè)想了更長(zhǎng)的未來(lái)，我們要知道在 L3、L4 之后還有 L5，于是英偉達(dá)構(gòu)想了 DrivePXPegasus，這是一款針對(duì) L5 級(jí)全自動(dòng)駕駛出租車的 AI 處理器，搭載了兩個(gè) XavierSoC 處理器。SoC 上集成的 CPU 也從 8 核變成了 16 核，同時(shí)增加了 2 塊獨(dú)立 GPU。計(jì)算速度達(dá)到 320Tops，相當(dāng)于 PXXavier 的 10 倍，算力能夠支持 L5 完全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，但其功耗也達(dá)到了 500W。

自動(dòng)駕駛汽車有一個(gè)重要的環(huán)節(jié)就是上路測(cè)試，只有經(jīng)過大量實(shí)際測(cè)試才能發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)修復(fù)，從而提高汽車的安全性，但是上路測(cè)試不僅需要大量車，而且容易造成交通事故，于是英偉達(dá)發(fā)布了 Drive Constellation 自動(dòng)駕駛模擬云平臺(tái)，該系統(tǒng)由兩個(gè)不同的云計(jì)算解決方案組成。其中“Constellation Simulator”服務(wù)器使用英偉達(dá) GPU 運(yùn)行名為 Drive Sim 的軟件，該軟件可以生成一個(gè)真實(shí)的虛擬世界，并將其輸入虛擬汽車的傳感器。第二個(gè)服務(wù)器是“Constellation Vehicle”，由 Drive AGX 車載計(jì)算機(jī)提供動(dòng)力，然后處理模擬的傳感器數(shù)據(jù)。

開發(fā)者可以將自己的自動(dòng)駕駛策略、車輛型號(hào)、傳感器配置和各種交通情況整合進(jìn)測(cè)試參數(shù)中去，按實(shí)際情況進(jìn)行個(gè)性化測(cè)試。只要不斷電，模擬機(jī)就能 24 小時(shí)模擬各種測(cè)試場(chǎng)景。假設(shè)車輛速度為每小時(shí) 60 英里，那么一天內(nèi) Drive Constellation 平臺(tái)上 1000 臺(tái)測(cè)試車就能累積 120 萬(wàn)英里的模擬測(cè)試?yán)锍?。除了能讓自?dòng)駕駛公司快速累積測(cè)試?yán)锍?，模擬平臺(tái)未來(lái)還有可能成為各家公司的省錢利器，自動(dòng)駕駛汽車廠商節(jié)省數(shù)百臺(tái)測(cè)試車的成本。英偉達(dá)也迎來(lái)了新客戶，豐田計(jì)劃把多款英偉達(dá)新產(chǎn)品整合進(jìn)自家自動(dòng)駕駛技術(shù)的訓(xùn)練和研發(fā)計(jì)劃中。

自此，英偉達(dá)的自動(dòng)駕駛版圖從芯片到系統(tǒng)，合作伙伴以及模擬場(chǎng)景就已經(jīng)拼全了，后面就靜待自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的爆發(fā)了。但是模擬環(huán)境畢竟是虛擬世界，對(duì)于突發(fā)事件無(wú)法百分之百模擬，無(wú)論模擬場(chǎng)景多真實(shí)，汽車依然需要經(jīng)過真實(shí)場(chǎng)景測(cè)試才更可靠。汽車安全一直是業(yè)界探討的話題，自動(dòng)駕駛汽車廠商也不要太草率地將測(cè)試環(huán)節(jié)全部依托模擬軟件。

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