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算力超过特斯拉！黑芝麻自动驾驶芯片

[爱卡汽车科技频道原创]
2019年4月底 ， 特斯拉首次举办自动驾驶开放日活动 ， 发布了号称“具备完全自动驾驶能力”的Hardware3.0自动驾驶硬件系统 。 这套系统的核心是FSD（FullSelf-Driving ， 完全自动驾驶）计算平台 ， 它搭载了两块高性能芯片 ， 算力高达144TOPS（万亿次/秒） ， 每秒能处理2000多帧图像 ， 而功耗仅为72W 。 毫不夸张地说 ， 它是当时世界上最强大的自动驾驶计算平台 。
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汽车厂商把芯片做到行业第一 ， 这绝对是空前的成就 ， 也充分说明特斯拉的过人之处 。 意气风发的马斯克在发布会上疯狂吐槽前合作伙伴英伟达 ， 让后者颜面扫地 。 英伟达虽然不满 ， 但却无力回击 。
特斯拉为何能击败英伟达？
为什么芯片行业的门外汉特斯拉能够击败行业巨头英伟达？人才自然是关键 ， 特斯拉为了研发芯片招募了行业大神JimKeller以及一批拥有十多年经验的行业老炮 。 但更重要的原因是特斯拉FSD一开始就是专门为自动驾驶设计的 ， 不需要考虑任何其他的用途 ， 因此在效率是比英伟达基于GPU开发的Xavier自动驾驶芯片要更加高效 。
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芯片的种类很多 ， 我们最熟悉的应该是CPU中央处理器和GPU图形处理器 。 前者的核心数量少 ， 但是性能强大 ， 适合做较为复杂的工作；后者的核心数量可达数百上千个 ， 适合处理图像或者做AI运算 。 针对自动驾驶领域 ， CPU作为主芯片显然是不太合适的 ， GPU能发挥处不错的性能 ， 但是要追求更强的算力和更高的能耗比 ， 全定制化ASIC芯片和半定制化的FPGA芯片才是目前最佳的选择 。
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英伟达的GPU非常强大 ， 在高端显卡市场一骑绝尘 。 但是GPU用于自动驾驶场景 ， 在效率和能耗方面并没有优势 。
ASIC（Application-SpecificIntegratedCircuit ， 应用型专用集成电路）芯片是一种专用的芯片 ， 它是针对特定算法设计的 ， 所以其计算性能和效率都是最强的 。 它的缺点是无法适应算法的优化 ， 因为算法一旦改变 ， 芯片可能就没法使用了 。
FPGA（FieldProgrammableGateArray ， 现场可编程逻辑门阵列）芯片是一直可编程的半定制芯片 ， 它虽然性能和效率比ASIC芯片略差一些 ， 成本也较高但是胜在灵活性更强 ， 能够适应算法的优化升级 。
英伟达的Xavier自动驾驶芯片是基于GPU开发的 ， 它在自动驾驶场景中的算力利用率不到30% 。 而特斯拉FSD的芯片是一种FPGA芯片 ， 它在自动驾驶场景中的算力利用率达到了55% 。 那么ASIC芯片在自动驾驶场景中会有什么样的表现呢？
黑芝麻带来更高效率和更强算力
在2020北京车展上 ， 国内的自动驾驶芯片公司黑芝麻智能科技发布了FAD（FullAutonomousDriving）全自动驾驶计算平台 ， 它搭载了2颗华山二号A1000芯片 ， 算力可达80TOPS-140TOPS 。 如果采用四芯片组合的方案 ， 其算力将达到280TOPS ， 可支持L4级别的自动驾驶 。
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黑芝麻FAD（FullAutonomousDriving）全自动驾驶计算平台 。
黑芝麻的华山二号A1000芯片是一种ASIC芯片 ， 有着更高的效率 。 所以黑芝麻FAD全自动驾驶计算平台不但在算力上追上了特斯拉FSD平台 ， 在效率上更远远超过了后者 ， 黑芝麻FAD平台的算力利用率达到了80% 。
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黑芝麻华山二号A1000L和A1000自动驾驶芯片由黑芝麻自主设计 ， 台积电代工 ， 采用了台积电的16nm制程工艺 。 该芯片已于今年4月完成流片 ， 搭载该芯片的首款车型将在2021年底量产 。
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通过芯片的灵活组合 ， FAD平台可以为不同的使用场景提供多样化的选择 。 4颗A1000芯片组合方案可以提供高达280TOPS的算力 ， 同时功耗也被控制在较低的水平 。
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黑芝麻目前共发布了3款自动驾驶芯片 ， 适用于不同等级的驾驶辅助和自动驾驶功能 。 在明年 ， 黑芝麻还将发布华山系列的A2000芯片 ， 它的性能更加强大 ， 多芯片计算平台的算力可达1000TOPS 。
出色的算力利用率带来了优秀的能耗比 ， 这也是黑芝麻FAD平台最有优势的地方 。
英伟达的单芯片DRIVEAGXXavier自动驾驶计算平台的算力为30TOPS ， 功耗为30W ， 能效比为1TOPS/W 。
特斯拉的双芯片FSD自动驾驶计算平台的算力为144TOPS ， 功耗为72W ， 能效比为2TOPS/W 。
黑芝麻双芯片FAD自动驾驶计算平台的算力为80-140TOPS ， 功耗为为32W ， 能效比达到了6TOPS/W ， 是英伟达DRIVEAGXXavier平台的6倍、特斯拉FSD平台的3倍 。
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黑芝麻FADFAD平台采用主流车规硬件接口标准 ， 支持多路高清摄像头 ， 支持激光雷达、毫米波雷达等多种传感器的接入 ， 支持USB、CAN、LIN、Ethernet、RJ45等多种接口 ， 内置GNSS+IMU+RTK组合高精度定位模块 ， 具有可靠性高、集成度高、功耗低、易布署等特点 。 通过与各类传感器厂家、行业应用软件、算法等产业链生态伙伴进行全方位合作 ， 黑芝麻可以为合作伙伴快速构建多场景的智能驾驶解决方案 。
可靠和安全是自动驾驶的重中之重 ， 黑芝麻FAD平台采用独立车规级安全岛设计 ， 通过R-Lock双冗余互锁架构与多重可靠性设计 ， 提供全方位信息安全体系 。 单个模块报错或者损坏 ， 软件可及时发现并进行标记 ， 隔离故障模块 ， 防止单点故障带来的安全问题 。 在数据安全方面 ， FAD平台支持硬件指令和数据的加密 ， 能够对数据进行审查以防止外部黑客的恶意入侵 。
今年全国人民没少为芯片行业操心 ， 出现一家这么强的汽车芯片厂商还是挺让人惊喜的 。 那么黑芝麻到底是何方神圣？
黑芝麻是一家什么公司？
黑芝麻智能科技于2016年 ， 由资深图像处理专家单记章以及汽车行业销售及管理专家刘卫红联手创办 ， 是一家专注于视觉感知技术与自主IP芯片开发的企业 。 黑芝麻主攻领域为嵌入式图像和计算机视觉 ， 核心业务是提供基于图像处理、计算图像以及人工智能感知芯片计算平台 ， 为ADAS及自动驾驶提供完整的商业落地方案 。
黑芝麻的发展速度很快 ， 在2018年就开始为比亚迪提供驾驶辅助系统的算法支持 ， 并与行业巨头博世签署了战略合作协议 。 在2019年 ， 黑芝麻发布了国内首款车规级智能驾驶芯片华山A500 ， 其驾驶辅助系统在比亚迪的车型上实现了前装量产 。 今年6月 ， 黑芝麻华山A1000芯片正式发布 ， 随后黑芝麻上汽集团交付了基于华山A500芯片的融合感知高精度定位产品 。 而在明年 ， 红旗的新车将会搭载黑芝麻的FAD全自动驾驶计算平台 。
从高算力的自动驾驶芯片 ， 到高可扩展性的FAD自动驾驶计算平台 ， 再到以芯片为基础的一系列智能驾驶相关解决方案 ， 黑芝麻智能科技通过4年的深耕积累 ， 已经成长为国产高算力自动驾驶芯片领域的佼佼者 。
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