特斯拉HW 4.0芯片準(zhǔn)備量產(chǎn)，算力競賽要升級(jí)？
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特斯拉的新一代自動(dòng)駕駛芯片即將進(jìn)入量產(chǎn)階段，它會(huì)開啟新一輪算力競賽嗎？
近日，臺(tái)灣媒體報(bào)道臺(tái)積電已經(jīng)拿下特斯拉的芯片大單，將以 4nm 或 5nm 工藝生產(chǎn)特斯拉 Hardware 4.0 自動(dòng)駕駛芯片。這一消息說明特斯拉的新一代自動(dòng)駕駛芯片已經(jīng)完成了設(shè)計(jì)，開始準(zhǔn)備量產(chǎn)。
在特斯拉的帶動(dòng)下，自動(dòng)駕駛芯片的算力競賽又要升級(jí)了嗎？
自動(dòng)駕駛芯片從合作到自研，馬斯克攤牌了
特斯拉的智能駕駛功能經(jīng)歷了從 Autopilot 1.0 到 Autopilot 2.0、再到 FSD（Full-Self Driving）的迭代升級(jí)，其硬件系統(tǒng)也從 Hardware 1.0 逐步升級(jí)至 Hardware 3.0。
在 HW 1.0 時(shí)代，特斯拉采用了來自 Mobileye 的 EyeQ 系列芯片。Mobileye 的風(fēng)格穩(wěn)健，特斯拉則非常激進(jìn)，兩者對(duì)于自動(dòng)駕駛的理念有很大的沖突。于是在2016年， Mobileye 主動(dòng)宣布與特斯拉終止合作。
進(jìn)入 HW 2.0 時(shí)代，特斯拉找到了英偉達(dá)作為 Mobileye 的替代，采用定制版的英偉達(dá) Drive PX2 自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)（由 1 顆 Tegra Parker 芯片和 1 顆 Pascal 架構(gòu) GPU 芯片構(gòu)成）。后來又升級(jí)為 HW 2.5，增加了一顆 Tegra Parker 芯片。
不過，特斯拉的老板馬斯克并不喜歡受制于人，他會(huì)想盡辦法把核心技術(shù)掌握在自己手里。于是，在與英偉達(dá)合作的同時(shí)，他找來了芯片界的傳奇大神Jim Keller，開始自研自動(dòng)駕駛芯片。
HW 3.0 由特斯拉自主研發(fā)，它的另一個(gè)名字更加為人所熟知：FSD computer，完全自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)。有了自研芯片之后，底氣十足的馬斯克光速翻臉，在HW 3.0的發(fā)布會(huì)上瘋狂 diss 前合作伙伴英偉達(dá)，稱英偉達(dá)的芯片算力低、功耗大。
HW 3.0 為自動(dòng)駕駛提供了強(qiáng)大的算力支持。和采用英偉達(dá)芯片的 HW 2.5 相比，HW 3.0的圖像處理速度提升了21倍，成本降低了20%，代價(jià)僅僅是功耗從 57w 增加到了 72w。
在此之前，無法想象一家車企能夠擁有如此強(qiáng)大的芯片設(shè)計(jì)能力。HW 3.0 徹底奠定了特斯拉在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，將特斯拉送上神壇。
算力競賽：來自英偉達(dá)和高通的反擊
備受羞辱的英偉達(dá)老板黃仁勛一邊在 twitter 上與馬斯克開戰(zhàn)，一邊籌劃著反擊。HW 3.0 發(fā)布幾個(gè)月之后，英偉達(dá)推出了最新的 Orin 芯片，不論是單芯片算力還是計(jì)算平臺(tái)算力都遠(yuǎn)超特斯拉 HW 3.0。
英偉達(dá) Orin 自動(dòng)駕駛芯片
不過，英偉達(dá)只能過過嘴癮，在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)特斯拉 HW 3.0 已經(jīng)量產(chǎn)裝車了，而英偉達(dá) Orin 還停留在 PPT 上，直到今年才出現(xiàn)在量產(chǎn)車上。
面臨同樣情況的還有高通。在 2020 年初，高通發(fā)布了 Snapdragon Ride 自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)，其算力和能效比都碾壓了特斯拉 HW 3.0。不過尷尬的是，高通的產(chǎn)品也是期貨，要等到 2023 年才會(huì)量產(chǎn)。
除了英偉達(dá)和高通，國內(nèi)的芯片廠商地平線、黑芝麻也發(fā)布了能夠超越特斯拉 HW 3.0 的產(chǎn)品，不過他們也還沒有進(jìn)入量產(chǎn)裝車的階段。
特斯拉的領(lǐng)先秘訣：無視行業(yè)規(guī)則
特斯拉 HW 3.0 之所以能夠取得領(lǐng)先，關(guān)鍵在于“快”。HW 3.0 在 2016 年初開始研發(fā)，2019 年 4 月發(fā)布，幾個(gè)月之后就量產(chǎn)了。
而英偉達(dá)和高通的自動(dòng)駕駛芯片發(fā)布之后，需要再等 2 年左右才能在量產(chǎn)車上體驗(yàn)到。
英偉達(dá)和高通是沒有能力還是不著急？都不是，而是因?yàn)樗麄兊目蛻舳际擒嚻螅孕酒獫M足汽車行業(yè)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，需要經(jīng)歷長時(shí)間的測(cè)試、達(dá)到車規(guī)級(jí)的 ASIL-D 安全等級(jí)。
在特斯拉的字典里，并不存在“車規(guī)級(jí)”
特斯拉特立獨(dú)行，根本就無視傳統(tǒng)汽車行業(yè)堅(jiān)守的車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，事事快人一步，自然就能步步領(lǐng)先。不過，特斯拉的這種做法也許會(huì)帶來一定的安全隱患。
展望特斯拉HW 4.0：能否刷新算力上限？
目前，英偉達(dá)的 Orin 芯片已經(jīng)投入量產(chǎn)，高通 Snapdragon Ride 也蓄勢(shì)待發(fā)，特斯拉 HW 3.0 的算力優(yōu)勢(shì)已不復(fù)存在。為了保持領(lǐng)先，特斯拉 HW 4.0 確實(shí)應(yīng)該露面了，現(xiàn)在開始準(zhǔn)備的量產(chǎn)是非常合理的。
特斯拉 HW 4.0 會(huì)有多強(qiáng)大？我們先來看看它的競爭對(duì)手。
在今年9月，英偉達(dá)和高通前后腳發(fā)布了新一代車載計(jì)算芯片——英偉達(dá) Thor 芯片和高通 Snapdragon Ride Flex 芯片。
它們不僅僅是自動(dòng)駕駛芯片，而是真正的車載中央計(jì)算機(jī)，可以同時(shí)為智能駕駛、智能座艙、通信等能力提供計(jì)算支持。為了滿足多任務(wù)的需求，它們的算力達(dá)到了恐怖的 2000 TOPS（特斯拉 HW 3.0 的算力為 144 TOPS）。
英偉達(dá)的新一代汽車芯片算力飆升至 2000 TOPS
特斯拉 HW 4.0 會(huì)采用同樣的設(shè)計(jì)思路和性能指標(biāo)嗎？
我不這么認(rèn)為。
首先，在需求方面，特斯拉不需要 2000TOPS 這么高的算力。
此前業(yè)界普遍認(rèn)為 500-1000TOPS 的算力足以支持 L5 級(jí)自動(dòng)駕駛，而智能座艙的算力需求不到 100TOPS。即使以后算力需求會(huì)越來越大，特斯拉也用不了 2000 TOPS。我相信馬斯克不會(huì)為了“算力第一”的虛名去給工程師下命令，他只會(huì)在發(fā)布會(huì)上怒噴同行根本不懂自動(dòng)駕駛，只會(huì)堆砌算力。
其次，在成本控制方面，特斯拉目前不支持車載中央計(jì)算機(jī)。
特斯拉是一家很務(wù)實(shí)的企業(yè)，非常重視規(guī)模效應(yīng)和成本控制。
特斯拉此前發(fā)布了用于訓(xùn)練自動(dòng)駕駛算法的 Dojo 超級(jí)計(jì)算機(jī)，每個(gè)訓(xùn)練模塊集成了 25顆全新研發(fā)的 D1 芯片，雖然性能先進(jìn)，但是工藝復(fù)雜、產(chǎn)量較小，所以成本是非常高的。
特斯拉 Dojo 超級(jí)計(jì)算機(jī)將有可能成為最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)。
它由成百上千個(gè)訓(xùn)練模塊構(gòu)成，每個(gè)訓(xùn)練模塊集成了 25 個(gè) D1 芯片。
基于成本的考慮，在 D1 芯片的基礎(chǔ)上開發(fā) HW 4.0 是很有可能的（恰好 D1 芯片和 HW 4.0 都是由臺(tái)積電生產(chǎn)的）。實(shí)際上，這也是業(yè)界常見的做法，比如英偉達(dá)的 Orin 自動(dòng)駕駛芯片和 A100 數(shù)據(jù)中心芯片都采用了安培架構(gòu)。不過，這種方案恐怕就難以集成智能座艙芯片了。
另一方面，目前特斯拉的智能座艙芯片是來自 AMD 的 Ryzen，這款消費(fèi)級(jí)的芯片性能強(qiáng)大，而且價(jià)格比較便宜。而特斯拉在 GPU 方面缺乏積累，去開發(fā)一款智能座艙芯片完全是費(fèi)力不討好。
結(jié)語
一款芯片從開發(fā)完成到投入量產(chǎn)，大概需要 6-9個(gè) 月的時(shí)間。臺(tái)積電今年訂單不飽和，所以 HW 4.0 的進(jìn)度應(yīng)該還會(huì)加快。在 2023 年的特斯拉 AI Day 上我們應(yīng)該就能一睹 HW 4.0 的真容了，相信它會(huì)再一次震驚業(yè)界。
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