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| 本文作者： 易建成 | 2017-05-23 18:47 |
雷鋒網(wǎng)按：那只在黑色背景上閃著綠色熒光的「眼睛」，你可能只在筆記本電腦上見過。現(xiàn)在，英偉達(dá)將這只「眼睛」拓展到汽車上了。
如果回顧近三年英偉達(dá)在 CES 上傳遞的信息，從 Drive PX、Drive PX2 到 Xavier，英偉達(dá)無一不在強(qiáng)調(diào)自動(dòng)駕駛，并在這一領(lǐng)域不斷投入，每一年都有新的產(chǎn)品和進(jìn)展。
這些成果給大部分人帶來一種感覺是：此前在汽車行業(yè)沒什么存在感的英偉達(dá)，是什么時(shí)候進(jìn)入這一領(lǐng)域的？
事實(shí)上，這家 PC 時(shí)代的芯片供應(yīng)商與汽車廠商早有交集。
在 2015 年的 CES 上，英偉達(dá) CEO 黃仁勛講起了一個(gè)細(xì)節(jié)：奧迪與英偉達(dá)從 2005 年便開始合作了。最讓黃仁勛印象深刻的是：當(dāng)年奧迪找到英偉達(dá)，便向后者描述，「未來的汽車將會(huì)搭載很多計(jì)算機(jī)技術(shù)，變成輪子上的超級(jí)計(jì)算機(jī)。」
這或許為英偉達(dá)后來進(jìn)入汽車行業(yè)埋下了一顆種子。
英偉達(dá)的 Tegra 芯片由于沒有基帶支持、本身功耗控制以及市場導(dǎo)向等問題，在手機(jī)、平板市場鎩羽而歸。英偉達(dá)在 2011 年斥資 3.67 億美元收購 Icera 基帶業(yè)務(wù)，由于在市場反響不佳，2015 年英偉達(dá)不得不打包出售了這一業(yè)務(wù)。
不過，在汽車市場，英偉達(dá)卻用 Tegra 打出了一片天地。
在 2005 年開始研發(fā)的 Tegra 處理器，雖然最開始應(yīng)用在手機(jī)和平板電腦上，但到了 2011 年，Tegra 在汽車領(lǐng)域的主要用途，包括信息娛樂與導(dǎo)航系統(tǒng)，多功能儀表盤和駕駛員輔助系統(tǒng)三個(gè)方面。
2011年奧迪在新款 A8 汽車上采用了來自英偉達(dá)的 3D 導(dǎo)航系統(tǒng)顯示芯片，而后者則用了整整 6 年時(shí)間研發(fā)這一芯片。
同年，英偉達(dá)與寶馬達(dá)成協(xié)議，寶馬要在全系汽車中的車載導(dǎo)航和信息娛樂系統(tǒng)都將搭載英偉達(dá) GPU，依靠其圖形處理能力，呈現(xiàn)出生動(dòng)逼真的圖形效果，而且車載屏幕達(dá)到 1280x600 甚至更高的分辨率。
2013 年，外界發(fā)現(xiàn)特斯拉 Model S 的信息娛樂系統(tǒng)是運(yùn)行的是英偉達(dá)的 Tegra 3 處理器。
理解「車規(guī)級(jí)」
在后來的采訪中，一位記者非常詫異地提問英偉達(dá)汽車事業(yè)部總監(jiān) Danny Shapiro：一家游戲芯片廠商是怎么突然闖入汽車領(lǐng)域的？要知道，英偉達(dá)為筆記本或游戲主機(jī)設(shè)計(jì)的芯片是無法直接用在汽車上的。
Shapiro 答：「我們需要學(xué)習(xí)『車規(guī)級(jí)』意味著什么。英偉達(dá)的產(chǎn)品在運(yùn)行的過程中不能出現(xiàn)重啟，能夠滿足汽車內(nèi)惡劣的操作環(huán)境和可靠性要求。」
「車規(guī)級(jí)是品質(zhì)的分級(jí)名詞。一般而言，車載要求的工作溫度至少是-30 度到 90 度，這是一般消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品無法企及的。同時(shí)對(duì)于 EMC、EMI 方面，國際定義為消費(fèi)級(jí)的 2 倍以上。另外，車規(guī)級(jí)還需要滿足 26262 的性能要求。」一位汽車工程師向雷鋒網(wǎng)解釋「車規(guī)級(jí)」的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)。
一位對(duì)奧迪與英偉達(dá)當(dāng)年合作較為熟悉的業(yè)內(nèi)人士告訴雷鋒網(wǎng)，「當(dāng)年的情況，奧迪迫切尋找一種穩(wěn)定高效的多執(zhí)行模塊控制方案，而當(dāng)時(shí)的方案公司基本都求穩(wěn)，只有英偉達(dá)推出高效的 Tegra 模組，這在時(shí)機(jī)上吻合了雙方的需求。」
Shapiro 回憶，英偉達(dá)做的事情就是為汽車客戶開發(fā)一個(gè)模塊化解決方案。奧迪、特斯拉都采用了這種解決方案。這個(gè)計(jì)算視覺模組（VCM）是可編程的汽車電腦。
英偉達(dá)與特斯拉的合作始于 2009 年。當(dāng)時(shí)特斯拉 Model S 配置的 17 英吋中控觸摸屏幕和數(shù)字儀表盤搭載的正是 Tegra。當(dāng)時(shí)德國大眾旗下的奧迪汽車正在引入新式導(dǎo)航系統(tǒng)，采用的也是英偉達(dá) Tegra 處理器。
在奧迪與英偉達(dá)的合作早期，奧迪一名高管曾邀請(qǐng)英偉達(dá)工程師前往位于德國的奧迪工廠。
奧迪互聯(lián)汽車技術(shù)高級(jí)系統(tǒng)架構(gòu)師 Matthias Halliger 回憶說：「我們對(duì)英偉達(dá)的工程師表示，『你們只生產(chǎn)一個(gè)元件，而在這里我們需要將 1 萬個(gè)元件組裝成一輛汽車。即使是一個(gè)元件損壞，我們都會(huì)面臨問題。」
為了說明問題的嚴(yán)重性，奧迪的工作人員指出，曾經(jīng)有一輛豪華轎車由于噴漆存在瑕疵而被拒絕收貨。奧迪的用意很明顯，幫助英偉達(dá)理解汽車廠商的需求，理解汽車廠商究竟想要什么，并且接受汽車行業(yè)的文化。
英偉達(dá)也意識(shí)到了這個(gè)問題。英偉達(dá)汽車事業(yè)部總經(jīng)理 Rob Csongor 曾提到，英偉達(dá)為了支持客戶，曾派了大量軟件工程師去奧迪位于德國的總部以及特斯拉在加州的總部。
Csongor 認(rèn)為，不能簡單將英偉達(dá)劃分為二級(jí)供應(yīng)商，因?yàn)橹T如軟件調(diào)試這種關(guān)鍵的事情，英偉達(dá)必須入汽車廠商進(jìn)行直接和密切的合作。英偉達(dá)在早期與汽車廠商們建立了這種聯(lián)系為其日后快速切入汽車領(lǐng)域打下了基礎(chǔ)。
基本上，從 2005 年到 2015 年，英偉達(dá)耗費(fèi)了 10 年時(shí)間才被汽車行業(yè)接納為元件供應(yīng)商，將業(yè)務(wù)從消費(fèi)電子產(chǎn)品拓展至汽車元件。
2016 年 7 月，Shapiro 在英偉達(dá)的官方博客上撰文，大意是英偉達(dá)如何通過汽車級(jí)的嚴(yán)苛測試。盡管如此，英偉達(dá)需要學(xué)習(xí)的還有很多，比如了解汽車設(shè)計(jì)周期、汽車廠商和供應(yīng)商的工作方式。正常的汽車生產(chǎn)周期達(dá)到 5 年甚至更長時(shí)間，而許多消費(fèi)類產(chǎn)品只有 1 年。
此外，英偉達(dá)需要與自己的供應(yīng)商合作，確保關(guān)鍵元件，例如內(nèi)存和電源模塊，在更長的生命周期中能按需得到升級(jí)。
2011 年英偉達(dá)亞洲研發(fā)中心落戶天津時(shí)，英偉達(dá)汽車事業(yè)部總監(jiān) Danny Shapiro 來華，當(dāng)時(shí)他向外界解釋英偉達(dá)進(jìn)入汽車領(lǐng)域的優(yōu)勢：
相比傳統(tǒng)的車載信息系統(tǒng)集成廠商，英偉達(dá)有豐富的高性能圖形技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，只需將這些技術(shù)縮小體積、節(jié)能化，就能夠提供優(yōu)秀的多媒體體驗(yàn)。換句話說，英偉達(dá)進(jìn)入汽車行業(yè)的優(yōu)勢在于：圖形處理和計(jì)算性能。
但在傳統(tǒng)汽車芯片市場，英偉達(dá)仍是一家小廠商。一些老牌勁旅，如飛思卡爾、意法半導(dǎo)體、英飛凌、德州儀器、瑞薩電子、恩智浦、富士通、博世、賽靈思等諸多大廠，依然牢牢占據(jù)著車載半導(dǎo)體市場，外來者鮮有機(jī)會(huì)進(jìn)入。
恩智浦和瑞薩電子都屬于汽車芯片領(lǐng)域的兩大頂尖供應(yīng)商，目前市面上有上億輛汽車都搭載了這兩家公司供應(yīng)的芯片產(chǎn)品。
雖然目前英偉達(dá)的市場份額并不高，但也有汽車工程師認(rèn)為英偉達(dá)是「業(yè)界很特殊的存在」。
他告訴雷鋒網(wǎng)，傳統(tǒng)汽車芯片廠家是根據(jù)之前的需求來設(shè)計(jì)芯片。而英偉達(dá)是利用其它在行業(yè)的積累，給車企提供了一種特別計(jì)算能力和圖像處理能力的支持，實(shí)現(xiàn)一個(gè)跨界融合效果。
「車企選擇的還是學(xué)習(xí)其他行業(yè)，整合成熟技術(shù)。而在性能要求不高的情況下，英偉達(dá)只能在某些高端車上研發(fā)和落地。因?yàn)榱啃。蠹也恢馈！顾f。
一位來自國內(nèi)自主品牌的汽車工程師也表達(dá)了類似的看法。他告訴雷鋒網(wǎng)，英偉達(dá)性能強(qiáng)大，但目前還不適合大規(guī)模推廣。「我很少聽說有（車企）用英偉達(dá)的（芯片），太貴了，性能冗余。」
他表示，目前主流的車載芯片依然以穩(wěn)定為主。因?yàn)槟闶袌龅闹袌?jiān)需求只是一輛不會(huì)出問題的車。每家主機(jī)廠的主要盈利，還都是依靠中低端車型。
這也是為什么在早期，英偉達(dá)在汽車上的應(yīng)用都偏向于豪華車型。
2011 年，英偉達(dá)汽車芯片業(yè)務(wù)的銷售額僅為 2300 萬美元。到 2016 年，其收入已經(jīng)達(dá)到 3.2 億美元。英偉達(dá)預(yù)計(jì)，到 2020 年其芯片將被用于 3200 萬輛汽車中。Shapiro 說，「我們的產(chǎn)品已經(jīng)內(nèi)置在超過 1000 萬的汽車?yán)锪恕！?/p>
「對(duì)于汽車業(yè)務(wù)上升空間仍然非常大，因?yàn)槿虻钠囍圃焐堂磕陼?huì)賣出 9000 萬輛的汽車。」Shapiro 說，特斯拉超大觸摸屏、奧迪的控制器、導(dǎo)航儀和虛擬駕駛艙，都是由英偉達(dá)的芯片驅(qū)動(dòng)。
英偉達(dá)的高管在 2014 年的財(cái)報(bào)電話會(huì)議上就曾表示，汽車是其移動(dòng)業(yè)務(wù)增長最快的領(lǐng)域，今后還將一直保持這種發(fā)展態(tài)勢。
在當(dāng)年 3 月的年會(huì)上，Shapiro 描繪未來汽車的圖景：每輛汽車最終都將會(huì)成為一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)。
進(jìn)軍自動(dòng)駕駛
英偉達(dá)并不滿足只是提供淺層的圖形處理能力，它的野心在于更有潛力的自動(dòng)駕駛。而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的汽車需要對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，需進(jìn)行龐大數(shù)據(jù)分析以及強(qiáng)大的計(jì)算能力。
在自動(dòng)駕駛技術(shù)上，汽車通過搭載諸如攝像頭、雷達(dá)等傳感器采集圖像數(shù)據(jù)，將這些信息通過深度學(xué)習(xí)進(jìn)行處理和分析，最后發(fā)出指令控制汽車并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。
在這個(gè)過程中，深度學(xué)習(xí)所需要的并行計(jì)算能力顯得頗為重要，英偉達(dá)的 GPU 在這方面有天生優(yōu)勢：高度并行、海量規(guī)模的架構(gòu)能很好滿足深度學(xué)習(xí)的需求。
近幾年，英偉達(dá)陸續(xù)推出了自動(dòng)駕駛汽車計(jì)算平臺(tái)，從 Drive PX、Drive PX2 到 Xavier，能夠以每秒幾萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算來處理數(shù)據(jù)。
作為對(duì)比，在 2000 年時(shí)，同樣實(shí)現(xiàn)每秒 1 萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算需要 1 萬個(gè)處理器，這龐大的計(jì)算系統(tǒng)顯然會(huì)影響汽車高準(zhǔn)度行駛的可靠性。
一位汽車工程師告訴雷鋒網(wǎng)，自動(dòng)駕駛需要同時(shí)處理多個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)信號(hào)，需要更高效的數(shù)據(jù)運(yùn)算和信號(hào)處理能力。這對(duì)于英偉達(dá)而言無疑是天生的優(yōu)勢。再加上高精度地圖的顯示應(yīng)用，更加顯得當(dāng)前主流車規(guī)級(jí) IC 的性能不足。
「我覺得自動(dòng)駕駛的羸弱，還是受限在車機(jī)能力和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接入的平臺(tái)接口，也就是硬件對(duì)接。車機(jī)沒辦法擁有像網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器那樣的超強(qiáng)硬件。」他表示。而這正是英偉達(dá)的優(yōu)勢。
在今年的 GTC 上，豐田已經(jīng)成為英偉達(dá) Drive PX 平臺(tái)吸納的第四個(gè)汽車廠，另外三家廠商分別是奧迪、戴姆勒和大眾集團(tuán)。其中，大眾集團(tuán)和豐田汽車過去一直穩(wěn)居世界汽車銷量前兩名（今年第一季度被雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟超越）。
在未來，如果世界排名前 10 的大部分汽車廠商都使用英偉達(dá)的計(jì)算平臺(tái)，英偉達(dá)的這門「生意」將更具想象空間。
近一年來，隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的興起，智能汽車對(duì)于計(jì)算和數(shù)據(jù)處理能力的需求暴增，海量數(shù)據(jù)的處理與計(jì)算能力正是英偉達(dá)、英特爾、高通等公司所擅長的領(lǐng)域。
因此有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這為消費(fèi)產(chǎn)品的芯片公司切入車用芯片市場提供了彎道超車的機(jī)會(huì)：
與傳統(tǒng)汽車半導(dǎo)體公司相比，英偉達(dá)的真正優(yōu)勢并不是芯片設(shè)計(jì)能力，而是真正把諸如深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算以及視覺等技術(shù)引入汽車芯片。
根據(jù) IDC 預(yù)測，2015 年至 2020 年間，汽車芯片的平均年增速將達(dá)到 7.7%。現(xiàn)如今，消費(fèi)電子行業(yè)的風(fēng)口正轉(zhuǎn)向自動(dòng)駕駛汽車、人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)。而英偉達(dá)早已站在了這個(gè)新的風(fēng)口之上。
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