当前,在域控制器集中式架构阶段,智能驾驶和智能座舱是车载AI芯片的两个关键应用领域。挖掘这两个场景下的应用需求成为车载AI芯片厂商的核心驱动力。新算法模型的引入及整车EE架构的发展,对车载AI芯片的迭代产生显著影响。
智能驾驶和智能座舱所应用的算法模型持续演进,尤其在智能驾驶领域,从CNN网络演进到BEV+ Transformer+OCC网络,促使车载AI芯片向适应更新算法模型的架构方向进化。同时,车载AI芯片的迭代与整车EE架构的演进相互协同。在域控制器集中式架构阶段,车载AI芯片多针对特定功能域设计,如智能座舱或智能驾驶。随着EE架构进入跨域融合阶段,“舱驾融合”成为关注重点,芯片厂商需兼顾智能座舱和智能驾驶需求,设计适配“舱驾一体”的车载AI芯片。
在智能驾驶领域,头部车企在城区NOA方面积极布局,“BEV + Transformer”成为实现战略目标的主要手段。在智能座舱领域,生成式AI大模型被引入,强化人机互动体验。这导致车载AI芯片上运行算法的复杂度、模型参数及数据规模大幅上升,推动车载AI芯片向新架构、大算力方向演进。
然而,新算法模型与传统芯片架构间存在隔阂。例如,Transformer网络在部分车载AI芯片上难以部署,主因是传统端侧AI芯片主要针对CNN设计,通用性较差。对此,奕行智能创始人兼CEO刘珲指出,Transformer属于访存密集型网络,对访存容量和带宽要求高于以CNN为目标的加速芯片。同时,Transformer对浮点算力要求极高,传统AI芯片缺乏浮点算力资源。此外,向量计算资源对完成Transformer运算至关重要。
为提高芯片对新算法模型的适配度,可采取以下措施:
- 增加相关算法模型引擎:如英伟达在设计GPU新架构时,增加了Transformer引擎,进行硬件优化,旨在加速AI计算效率。
- 针对特定算子进行优化:安霸半导体研发副总裁孙鲁毅提到,优化Transformer的核心算子如Self-Attention和Cross-Attention,提高芯片对特定网络的计算效率。
- 增大内存带宽:避免成为计算瓶颈。某芯片公司研发工程师表示,需依据具体应用需求合理规划带宽。
- 因地制宜:不同应用场景适合不同设计方式。后摩智能联合创始人信晓旭认为,需从系统维度设计NPU。
- 把NPU当成AI处理器设计:爱芯元智联合创始人刘建伟认为,应关注处理器指令集设计,增加相关算子以兼顾通用性和灵活性。
- 基于“软件定义芯片”理念设计AI芯片:地平线等公司强调从软件驱动芯片设计,确保高效支持新算法。
此外,“舱驾一体”对车载AI芯片产生深远影响。黑芝麻智能高级市场产品总监徐晓煜指出,“舱驾一体”可降低成本和提升性能,但需解决技术挑战如功能安全隔离等。后摩智能信晓旭认为,“舱驾一体”发展路径从One Box到One Chip循序渐进。高阶单SoC舱驾一体方案需集成L2+甚至L3以上智能驾驶功能及丰富座舱功能,对芯片要求更高。
车载AI芯片的软件生态、适配性及平台化设计也是关键考量因素。构建丰富算子库和好用工具链可提升芯片可用性。安霸半导体孙鲁毅强调芯片适配性需满足客户需求。地平线通过平台化设计助力客户降本增效。
总结而言,随着新算法模型引入和EE架构推进,车载AI芯片迎来新一轮竞争。一款车载AI芯片能否上车并广泛应用取决于技术、市场、算力、功耗、成本及兼容性等多方面因素的综合平衡。