英偉達DRIVE Thor促進汽車底層架構改變

電子發(fā)燒友網報道（文/李彎彎）9月20日晚，在2022秋季GTC大會上，英偉達發(fā)布了新一代的汽車芯片DRIVE Thor，這顆芯片主要瞄準汽車的中央計算架構，算力達到2000TOPS，是其此前發(fā)布的Altan的2倍，Orin的8倍。英偉達此前發(fā)布Orin，算力為254TOPS，已經處于世界領先水品，并且獲得了大批客戶，如今新一代2000TOPS算力DRIVE Thor的發(fā)布，將會給自動駕駛領域帶來怎樣的巨變？

英偉達Orin芯片正在收割全球客戶

早在2015年，英偉達就開始推出適用于自動駕駛需求的Tegra X1，該芯片采用20nm工藝，算力為1TOPS，主要面向智能座艙。2018年，英偉達推出Parker，采用16nm工藝，算力為1TOPS，該芯片產品開始在特斯拉、沃爾沃等品牌中得到應用。

2020年，英偉達又量產首款高等級自動駕駛芯片Xavier，基于臺積電12nm工藝，集成90億顆晶體管，總體INT8算力為30TOPS。該芯片在小鵬、上汽等的L2、L2+級車型上得到使用，不過相較于同行，這顆芯片算力水平并不高。

因此英偉達在Xavier量產之前，就開始布局Orin，該芯片在2019年發(fā)布，采用7nm工藝，算力達254TOPS，是上一代芯片的8倍多。Orin內置第二代深度學習加速器DLA、第二代視覺加速器PVA、視頻編解碼器，可以支持主機廠開發(fā)自適應巡航控制、自動緊急制動、變道輔助、防碰撞、車道偏離預警、交通信號燈識別等自動駕駛功能。

英偉達推出的Orin，可以很好的解決自動駕駛系統(tǒng)對高算力的需求，因此獲得了大批主機廠、自動駕駛公司的歡迎。

早在2020年9月，理想汽車就與英偉達及英偉達中國合作伙伴德賽西威簽訂三方戰(zhàn)略合作協(xié)議，理想汽車將在2022年推出的全尺寸增程式智能SUV上率先使用NVIDIA Orin系統(tǒng)級芯片中運算能力最強的產品。

2022年英偉達Orin芯片開始正式大規(guī)模上車，據了解，率先搭載該芯片的是蔚來ET 7，該車于今年3月28日開始交付，蔚來自研的車載NIO Adam平臺配備4顆 Orin芯片，算力達到1016TOPS，支持包括1顆超遠距高精度激光雷達、7顆800萬像素高清攝像頭、4顆300萬像素高感光環(huán)視專用攝像頭、5顆毫米波雷達等33顆傳感器，可實現(xiàn)19項輔助駕駛功能。

除了ET 7，蔚來旗下的ET5、ES7，以及威馬M7均搭載了4顆NVIDIA Drive Orin芯片，理想L9以及小鵬G9等計劃搭載2顆NVIDIA Drive Orin芯片，可實現(xiàn)508TOPS的算力。此外，上汽智己、法拉第未來、比亞迪、奔馳、捷豹路虎、沃爾沃、現(xiàn)代、奧迪、路特斯等都與英偉達就Orin達成合作，德賽西威、百度Apollo、圖森未來、小馬智行、智加科技、文遠知行、元戎啟行等自動駕駛公司也將基于Orin開發(fā)ADAS方案。

另外無人駕駛通用解決方案公司輕舟智航（QCraft）也于近期完成了搭載雙NVIDIA DRIVE Orin的L4級乘用車車隊在國內的率先落地，攜手T3出行于本月聯(lián)合啟動Robotaxi的公開運營，成為行業(yè)內首批搭載Orin實現(xiàn)L4級別Robotaxi車隊部署的公司。輕舟智航憑借全棧自研技術，在行業(yè)內率先實現(xiàn)了基于一顆激光雷達城市NOA方案的落地。

英偉達DRIVE Thor促進汽車底層架構改變

英偉達Orin已經取得了令人矚目的成績，那么新一代自動駕駛計算芯片DRIVE Thor又將會給自動駕駛領域帶來怎樣的巨變呢？相較于Orin的256TOS算力，DRIVE Thor單顆芯片算力高達2000 TOPS，黃仁勛表示，該芯片確認在2025年上車量產。

目前而言，在已經發(fā)布和規(guī)劃的產品中，DRIVE Thor的算力都是驚人的。目前業(yè)界自動駕駛計算芯片中，算力較高的應該算是高通5nm制程的Snapdragon Ride芯片，單顆芯片AI算力360TOPS，其次就是英偉達自己的Orin了，地平線征程5，單顆芯片AI算力128TOPS。

這顆芯片最大的亮點，應該是同時支持ADAS系統(tǒng)（高級駕駛輔助系統(tǒng)）和IVI系統(tǒng)（車載信息娛樂系統(tǒng)），黃仁勛在2022秋季GTC大會上表示，這顆芯片就是為汽車的中央計算架構而生，用一顆芯片打造一個控制器，即可同時為自動泊車、智能駕駛、車機、儀表盤、駕駛員監(jiān)測等多個系統(tǒng)提供算力。

為什么說這是最大亮點，我們首先來看一下汽車電子電氣架構的發(fā)展。過去，為了豐富汽車的電子功能，主機廠不停地在車上搭載各種ECU元件，一輛車的ECU達到100多個，可以說ECU廣泛存在于車輛的發(fā)動機、變速箱等底層零部件之中。

汽車的每一個功能都需要單一或者多個ECU模塊進行控制，以此實現(xiàn)整車信息的轉化和處理，這些遍布車身的ECU組成的架構就叫分布式電子電氣架構。

上面提到的ECU，即Electronic Control Unit，電子控制單元，又被稱為“行車電腦”、“車載電腦”等。它和普通的電腦一樣，由微控制器（MCU）、存儲器（ROM、RAM）、輸入/輸出接口（I/O）、模數(shù)轉換器（A/D）以及整形、驅動等大規(guī)模集成電路組成。

一句話形容就是，ECU相當于汽車的大腦。

然而，分散的ECU模塊容易導致車輛線束布置復雜，車身越來越重，從而導致整車成本高昂。另外，由于涉及的供應商眾多，ECU模塊的軟件開發(fā)無法同步，后續(xù)更新也難以為繼。為了優(yōu)化汽車的智能體驗，如今主機廠開始減少車輛上的ECU。

這個過程，需要將上百個ECU模塊進行軟硬件剝離，然后將軟件注入集中式的計算單元，逐漸催生出一個汽車大腦，即黃仁勛說的中央計算架構。

雖然不少車輛ECU模塊的數(shù)量在減少，卻還沒有真正形成一個控制器同時為所有系統(tǒng)提供算力。不過，隨著整車電子電器架構的發(fā)展演變出了域控制器的概念。

主要有這五個功能域：動力域、底盤域、智能座艙域、自動駕駛域、車身域。使用域架構的好處：一是能夠將傳感與處理分開，傳感器與ECU不再是一對一的關系，管理起來比較容易；二是可以適當?shù)募苫?，減少ECU的數(shù)量。也有些車輛主要是三大域，比如大眾的MEB平臺做了三大控制器，包括車輛控制域、智能駕駛域、智能座艙域。

可以說，目前自動駕駛正處在從3到5個域控制器向中央計算控制器演進的階段，特斯拉在這方面比較領先，其2017年下線的Model 3功能域已經不太明顯，中央計算模塊將ADAS域、信息娛樂系統(tǒng)域和通信系統(tǒng)域集成到一起，這種集中架構，使得汽車ECU模塊更少。

這個演進存在難度，小鵬汽車電子電氣架構負責人段工此前對媒體表示，因為汽車的座艙域、智駕域、動力域、車身域等幾大域對操作系統(tǒng)的需求并不一致，比如座艙系統(tǒng)對于屏幕的色彩處理和渲染要求比較高，而智駕功能則對系統(tǒng)的安全要求特別高，目前還有沒一種芯片或者一個嵌入式的硬件平臺，既有高算力能夠支撐豐富圖像處理，又有高性能、高存儲，同時還具有非常豐富的IO接口。

不過從英偉達新發(fā)布的DRIVE Thor來看，搭載這顆芯片的中央計算控制器足夠為整車自動駕駛、智能座艙等多個系統(tǒng)提供算力支持。可見DRIVE Thor 2025年上車，將會更加徹底改變汽車底層架構，推動智能駕駛汽車的發(fā)展更進一步。