在這個數據爆炸的時代,除了數據洪流催生了對計算性能提升的通用需求外,以自動駕駛為代表的強算力消耗性應用更是對計算資源和性能的提升有著強烈訴求。計算技術和自動駕駛二者相互依賴:自動駕駛對算力的需求驅動計算技術升級迭代,計算技術的升級創新推動自動駕駛等級不斷提升。
自動駕駛技術是指讓車輛的自身系統以擬人化的方式完成駕駛任務。車載傳感器類似人的感知器官,系統根據環境感知信息,完成融合計算,形成對全局的理解和認知,得出決策傳遞至控制系統形成指令,完成駕駛動作。SAE(國際汽車工程學會)在J3016文件中將自動駕駛分為L0至L5共計六個駕駛等級,而要實現L5級完全自動駕駛,很大程度上依賴于計算技術升級帶來的強大算力。因此,計算技術對高等級自動駕駛的實現必不可少。
在硬件方面,器件技術及部件技術的創新,是車載智能計算硬件平臺實現的核心驅動力。該平臺本質上就是一臺車載計算機。但是,它不同于傳統計算機只搭載了實現單一功能的單一芯片,而是一個需要集成多個計算模塊、具有超強算力的計算硬件,是整個自動駕駛系統的關鍵。一方面,異構化及高集成度是該平臺的首要特性,主要為了實現自動駕駛系統的不同功能需求,如環境感知、決策規劃等,而系統級設計、多質多維封裝等器件技術創新恰好為該特性提供了支撐。另一方面,計算平臺的各硬件組成部分,主要包括AI單元、計算單元以及控制單元,CPU、GPU、FPGA主流計算芯片及AIASIC專用芯片等部件的技術,為異構芯片板級集成設計提供了必要的“硬件養料”。
在軟件方面,面向自動駕駛的系統軟件和功能軟件的應用技術創新,保障車載計算平臺的功能安全以及計算實時性和高效性。首先,CPU+GPU、CPU+MIC、CPU+FPGA等異構計算技術迎合了車載計算平臺的異構化需求。其次,面向異構分布系統的系統軟件,能夠針對汽車場景提供復雜的嵌入式運行環境。最后,自動駕駛通用框架模塊(如感知、規劃、決策、控制及其子模塊)、網聯模塊、云控模塊、深度學習和視覺模塊等功能軟件的發展和完善,與系統軟件一起構成完整的自動駕駛操作系統,支撐高等級自動駕駛技術的實現。
總體來看,自動駕駛對計算的需求呈現急速遞增態勢,以自動駕駛為代表的一系列創新應用相應成為計算技術產業升級的首要驅動力。從算力上來看,支撐高級別自動駕駛一定要解決來自傳感器的海量數據計算和處理的
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