自動駕駛競爭日益激烈 FPGA巨頭賽靈思將何去何從？

最近幾年，自動駕駛無疑是科技領(lǐng)域最熱的風口之一，萬億美元市場規(guī)模也吸引了主機廠、互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)、出行服務(wù)企業(yè)及創(chuàng)業(yè)企業(yè)等共同參與，一時間成為投資者眼中的“潛力股”。

實際情況也是如此。作為AI領(lǐng)域最具商業(yè)價值的場景，自動駕駛已經(jīng)成為巨頭們角力的又一個“主戰(zhàn)場”。其中英特爾153億美元收購以色列自動駕駛巨頭Mobileye公司就是很好的說明。除此之外，谷歌、蘋果、特斯拉、Uber、百度、騰訊、阿里等都對自動駕駛寄予厚望。

▲賽靈思機器學(xué)習資深產(chǎn)品營銷經(jīng)理Andy Luo（左）、賽靈思大中華區(qū)銷售副總裁Maria Tang（中）、賽靈思汽車產(chǎn)品營銷經(jīng)理Angela Suen（右）

從技術(shù)角度而言，自動駕駛需要依賴大量傳感器對道路環(huán)境信息進行采集、處理及做出決策，從而及時規(guī)避障礙物或者行人，保障交通安全。為了保障這一過程快速完成，對于中央處理器的算力要求非常嚴苛。為此，各大芯片巨頭也推出了不同的解決方案，掘金自動駕駛算力金礦，而這其中就包括全球FPGA巨頭賽靈思。

自動駕駛芯片發(fā)展路線

提起中央處理器，可能很多人第一印象就是芯片巨頭英特爾，這主要得益于其在桌面處理器領(lǐng)域的霸主地位。然而來到自動駕駛時代，情況則發(fā)生了重大改變。由于處理對象變成視頻及圖片等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)CPU處理器已經(jīng)顯得捉襟見肘。

面對新的挑戰(zhàn)，芯片巨頭英特爾也不敢絲毫怠慢。除了收購ADAS巨頭Mobileye之外，英特爾還先后收購了Altera和eASIC公司，用于強化在FPGA領(lǐng)域布局，并成立了可編程解決方案集團( PSG )。英特爾希望將傳統(tǒng)CPU和FPGA集成到一塊芯片中，也就是eASIC技術(shù)。

相對于英特爾的焦慮，另一個芯片巨頭英偉達則顯得春風得意。據(jù)了解，在自動駕駛中視覺處理需要消耗主要的算力，而這恰恰是GPU的強項，其出色的并行矩陣計算能力對于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和分類都能提供顯著的加速效應(yīng)。為此，當下的自動駕駛芯片中，英偉達占據(jù)了主要的市場份額。其Drive PX2和Drive Xavier方案已經(jīng)可以滿足L3、L4級別自動駕駛算力要求。

對于國內(nèi)創(chuàng)業(yè)者而言，由于在芯片設(shè)計及制造方面的不足，雖然進入人工智能領(lǐng)域初創(chuàng)企業(yè)很多，但是更多采用開源ASIC架構(gòu)設(shè)計芯片，應(yīng)用主要集中在人臉識別、安防、金融等領(lǐng)域，在自動駕駛領(lǐng)域涉足的還不是很多，和國外存在一定差距。

從上面的介紹中也不難看出，在自動駕駛芯片方面，主要有CPU、GPU、FPGA、ASIC等幾種技術(shù)類型。從運算能力方面來看，CPU基本上顯然不太適合。如果使用GPU顯然成本更高，且需要車規(guī)級別驗證。另一方面，自動駕駛對于延遲及功耗也有著更加嚴格的要求。

FPGA的機會在哪？

“對于自動駕駛而言，現(xiàn)階段在算法和模型方面并沒有最終定型，還處于早期階段”賽靈思機器學(xué)習資深產(chǎn)品營銷經(jīng)理Andy Luo認為：“目前，自動駕駛算法迭代周期非常短，每次迭代都需要芯片同步迭代。如果采用GPU和ASIC芯片顯然無法滿足其靈活性，且成本更高，這無疑給了FPGA巨大的機會。”

FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現(xiàn)場可編程門陣列，是指一切通過軟件手段更改、配置器件內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)和邏輯單元，完成既定設(shè)計功能的數(shù)字集成電路。正是由于其靈活性及可編程性，F(xiàn)PGA也被稱為“萬能芯片”。

FPGA屬于半定制電路，相較于ASIC的全定制電路具有更高的靈活性和可編程性。Andy Luo表示：“采用FPGA芯片，如果后續(xù)算法更新，開發(fā)人員通過軟件升級即可修改芯片，而不是硬件上替換和重新設(shè)計芯片，從而節(jié)省了大量時間和成本，這對于日新月異的自動駕駛領(lǐng)域，顯然是非常適合的。”

“除了設(shè)計靈活、低成本之外，F(xiàn)PGA芯片另一個重要特點在于低延時和低功耗?！睂τ贔PGA未來前景，Andy Luo認為：“雖然說定制化芯片具有更低的功耗和更高的能效比，但是自動駕駛及AI領(lǐng)域創(chuàng)新正不斷發(fā)生，算法也在不斷演進。比如，現(xiàn)在GPU上使用雙精度運算很火，之后可能會從浮點運算演進到定點運算，從32bit演進到16bit。由此可見，只要創(chuàng)新持續(xù)發(fā)生，F(xiàn)PGA就會永葆活力！”

對于GPU而言，雖然說其推動了深度學(xué)習的發(fā)展，從而促使全球人工智能浪潮的到來，但是其成本相對較高，很難實現(xiàn)批量生產(chǎn)。為此，在自動駕駛方面，GPU更多地出現(xiàn)在開發(fā)階段。基于各自優(yōu)缺點，目前自動駕駛主要采用“FPGA+GPU”的解決方案。

從技術(shù)發(fā)展來看，定制化ASIC芯片將會是自動駕駛理想方案，因為其具有更低的功耗與更高的能效比，且批量生產(chǎn)更具有成本優(yōu)勢。但是至少在3-5年時間內(nèi)，F(xiàn)PGA仍將扮演著重要的角色。

開啟自動駕駛新篇章

從全球市場來看，中國在自動駕駛方面非常活躍，其目標更是直指更高的L4級，并且在上海、重慶、北京、河北、浙江、吉林長春、湖北武漢、江蘇無錫等地先后建設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試示范區(qū)，包括戴姆勒、寶馬等國外巨頭都將紛紛在中國測試自動駕駛汽車。由此可見，中國已經(jīng)成為自動駕駛必爭的高地。

“我們和中國市場關(guān)系非常緊密，并且已經(jīng)有很多合作伙伴。” 賽靈思大中華區(qū)銷售副總裁Maria Tang表示：“為了更好地服務(wù)本地客戶，加速中國智能駕駛汽車創(chuàng)新，我們特別成立了大中華區(qū)，致力開啟中國ADAS及自動駕駛中國新篇章?！?/p>

為此，3月賽靈思在北京正式推出了其“自適應(yīng)計算加速平臺”——ACAP。

“ACAP不僅僅是一個新的處理器，而是一個區(qū)別于CPU和GPU的全新產(chǎn)品類型?！?賽靈思汽車產(chǎn)品營銷經(jīng)理Angela Suen表示：“ACAP支持最高800萬像素攝像頭以及3級的自動駕駛水平，能夠勝任城市與高速路路況。其主要優(yōu)勢包括，通道帶寬增加、高性能/低功耗、用于環(huán)境認知的高性能/低功耗卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）處理、有望提升功能安全性。”

除此之外，賽靈思還收購了中國AI公司深鑒科技，進一步完善自動駕駛領(lǐng)域的布局。對此，賽靈思機器學(xué)習資深產(chǎn)品營銷經(jīng)理Andy Luo表示：“賽靈思和深鑒科技的合作由來已久，此次收購也是水到渠成。深鑒科技作為一家AI初創(chuàng)企業(yè)，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習方面已經(jīng)有很深的造詣，并且可提供全套深度學(xué)習SDK，相當于一個完整的工具鏈。此次合作，也將使得賽靈思更好地進入自動駕駛領(lǐng)域?！?/p>

小結(jié)：

FPGA并不是一個新物種。在汽車，無線基礎(chǔ)設(shè)施，有線通信，音視頻與廣播，航空航天，工業(yè)、科學(xué)與醫(yī)療，測試測量與仿真、消費類電子等領(lǐng)域都在發(fā)揮著重要的作用。

此次賽靈思將目標聚焦于自動駕駛領(lǐng)域，并且提供各種軟件定義編程、庫和框架，可以預(yù)見自動駕駛開發(fā)將變得愈發(fā)容易。至于FPGA在自動駕駛領(lǐng)域能夠走多遠，套用Andy Luo的結(jié)束語——“有創(chuàng)新的地方就有FPGA”！