随着时代的发展和技术的变革,许多公司的业务都在不断变化。IBM和诺基亚都是有100多年历史的企业,但电脑和手机是近几十年才出现的。你能想到这两家公司以前都是做什么的吗?IBM生产步枪,而诺基亚生产子弹。因此,当我们看到越来越多的技术公司开始做汽车业务时,我们不应该感到惊讶。
相信组装过电脑的朋友对英伟达的绿眼Logo不会陌生。将来,我们会越来越多地在汽车上看到这个徽标。
以nVidia NVIDIA为例。本来是显卡公司,但也造了“核弹”(这是梗,你可以搜索“GTX690战术核显卡”);现在NVIDIA除了玩猴子,卖显卡,也是人工智能计算的巨头;未来,智能驾驶舱芯片和自动驾驶芯片将成为英伟达最重要的业务领域。目前,奔驰、奥迪、威来、小鹏、理想等新老动力汽车公司已与英伟达建立合作关系,英伟达芯片将广泛应用于L4-L5自驾汽车。
根据汽车公司公布的自动驾驶研发计划,英伟达的欧林芯片未来将占据很大的市场份额。
英伟达为什么能在智能电动车领域占据如此重要的地位?NVIDIA芯片在计算能力上的优势是关键。所谓奇迹,面对强大的计算能力,很多问题都可以轻松解决。
英伟达由美籍华人黄仁勋于1993年创立(值得一提的是,另一家图形巨头ATi的创始人也是中国人)。随着电脑游戏的普及,英伟达的TNT和GeForce系列显卡取得了巨大的成功。2006年,全新的特斯拉架构(当时特斯拉汽车公司还默默无闻,2008年才推出第一款车Roadster(parameter | inquiry))给了英伟达更广阔的发展前景。基于特斯拉架构的GPU图形处理器拥有数百甚至数千个流处理器,非常适合处理图像或者做AI操作;而传统CPU的核心数量一般不到十个,擅长少数复杂运算,但不适合AI计算。比如计算pi是CPU的强项,而海量简单运算优于GPU,AI计算只是海量简单运算。
新架构不仅提高了英伟达显卡的性能,也为英伟达打开了新业务的大门。目前,数据中心业务已经占到NVIDIA收入的近一半,汽车业务在最近一个季度贡献了超过1.4亿美元的收入。
英伟达的汽车业务可以分为智能驾驶舱和智能驾驶两部分。
英伟达的智能驾驶舱芯片
智能驾驶舱是英伟达的传统优势。过去车载娱乐芯片市场由德州仪器、恩智浦、瑞萨半导体等厂商主导。他们的芯片符合车辆标准,可靠性好,成本低,但性能相对落后。当车内屏幕越来越大,分辨率越来越高,功能越来越丰富的时候,这些芯片就达不到任务了。这给了英伟达一个机会。虽然它的Tegra系列芯片因为功耗和发热问题已经被手机和平板抛弃,但是适合在汽车上使用。
以优雅奢华著称的奔驰,现在越来越注重技术。奔驰去年宣布将与NVIDIA合作开发下一代汽车计算平台,提供从无线软件更新到自动驾驶的各种服务。在新一代高端车型中,奔驰将主要使用英伟达的智能驾驶舱芯片。
奔驰最新发布的MBUX Hyperscreen系统,目前仍由英伟达的智能驾驶舱芯片支持。
目前,高通的Snapdragon系列芯片在智能驾驶舱芯片领域有较高的市场
份额,但是随着英伟达收购ARM,市场格局应该会发生转变。最近,英伟达还斥资400亿美元收购了芯片设计公司ARM,从而成为了移动处理器市场的绝对霸主(全球超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构,华为、苹果、高通的处理器也不例外)。可以预见的是,英伟达有望达到与PC时代的英特尔、智能手机时代的高通类似的市场地位,成为车企无法绕开的重要供应商。
英伟达的智能驾驶芯片
智能驾驶则是一个市场更加广阔、更具想象空间的领域。目前这个行业已经聚集了海量的资金和人才,但是自动驾驶的基础还是高算力的芯片。虽然英伟达实力强大,但是真正让它在自动驾驶领域出名的其实是特斯拉。
Drive PX是英伟达的第一代自动驾驶计算平台,它能够支持深度学习和12路摄像头,可以完成一些L2级别的驾驶辅助功能。同期推出的Drive CX平台则是智能座舱计算平台。
特斯拉是自动驾驶的先行者,它最早采用Mobileye的驾驶辅助芯片,随后改用定制版的英伟达Drive PX2自动驾驶计算平台(HW2.0由1颗Tegra Parker芯片和1颗Pascal架构GPU芯片构成,HW2.5增加了一颗Tegra Parker芯片)。在2019年4月,特斯拉发布了自主研发的FSD(Full Self-Driving)自动驾驶计算平台。或许是为了吹嘘自家的FSD芯片,特斯拉的老板马斯克在发布会上疯狂diss前合作伙伴英伟达,称英伟达的芯片算力低、功耗大,特斯拉的FSD芯片是世界上最好的自动驾驶芯片。
特斯拉与英伟达之间曾经有过一段蜜月时光,特斯拉的自动驾驶硬件HW2.0和HW2.5均采用了英伟达的芯片。不过特斯拉后来决定走全栈自研的路线,自主研发了FSD芯片,所以它们最终分道扬镳。而马斯克的口无遮拦则导致两家出现了一些不愉快。
被马斯克羞辱之后,英伟达很快推出了新产品Xavier芯片以及Drive PX Pegasus自动驾驶计算平台,成功反超特斯拉,重新站在了自动驾驶芯片算力的顶端。在去年,英伟达还发布了全新的Orin芯片,将算力提升到了新的高度。
英伟达目前一共推出了4代自动驾驶芯片,分别是Tegra X1、Parker、Xavier、Orin。多个芯片可以组成计算平台,实现更高的算力。
Drive PX2自动驾驶计算平台被英伟达称为“世界上第一台专为自动驾驶打造的人工智能超级电脑”,它的算力为24TOPS(相当于150台MacBook Pro),但是功耗高达250W。相比之下,特斯拉的FSD自动驾驶计算平台的算力达到了144TOPS,而功耗只有72W,所以马斯克喷英伟达并不是没有道理的。
不过,在马斯克喷英伟达的时候,后者的新一代芯片Xavier其实已经发布了,它的单芯片算力为30TOPS,功耗为30W;多芯片组成的Drive PX Pegasus计算平台算力高达320TOPS,功耗为500W。在2019年,英伟达又发布了最新一代自动驾驶芯片Orin,它的算力达到了200TOPS(万亿次/秒),而功耗仅为45W。
单个Orin芯片就可以支持L2+级的驾驶辅助功能;2颗Orin芯片与2颗安珀架构GPU构成的计算平台则可以实现高达2000TOPS的算力,绝对能够满足L5级别自动驾驶的需求。它的800W功耗看起来很高,但是能效比和竞品相比有一定的优势。
编辑点评:无论是在显卡、数据中心还是汽车领域,英伟达获得成功的关键都是超强的性能。也许它的芯片在功耗、成本上不如对手,但是性能绝对是领先的。超强的算力是否会加速自动驾驶时代的到来?让我们拭目以待吧。