今天小編分享的科技經驗:艙駕一體,中央超算,至尊版骁龍汽車平台想把汽車的未來「集中」起來,歡迎閱讀。
在《黑神話:悟空》這款遊戲中,玩家想要打出高額傷害,就需要積攢「棍勢」,然後打出重擊,但「棍勢」不是憑空獲得,需要玩家在遊戲裡命中攻擊,蓄力和閃身才能獲得。
老話就是「不積跬步,無以至千裡」,俗話說就是「開大得先積攢能量」。
今年的高通骁龍峰會 2024 就有一種高通攢出了四段「棍勢」然後打出的感覺,首日的骁龍 8 至尊版移動平台發布足夠炸場,性能飙升;汽車平台則首次成為骁龍峰會的重磅主題之一,第一天剛說完「Snapdragon Everywhere」,次日就推出了全新骁龍座艙至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台,讓骁龍越跑越快,跑向無處不在。
一言蔽之,高通對汽車市場的重視程度前所未有,同時當下汽車市場的變局,剛好讓高通再遇良機,就像當年高通随着功能手機轉向智能手機的歷史轉變而成為科技巨頭那樣。
一芯雙平台,高通的野心不止座艙
自骁龍汽車 602A 平台和骁龍汽車 820A 平台(也就是第一代和第二代的骁龍座艙平台)開始,高通開始進入并站穩汽車車機領網域,當時智能座艙概念還不清晰,大多采用 Android 系統的車機還可以被認作是一個對安全性和穩定性要求更高的車載平板。
稍微關注這一年來汽車發布會的人就會明顯感知到,骁龍 8295 出現在發布會上的頻率越來越高,而這是骁龍第四代的座艙產品,它就像骁龍 8 系移動芯片出現在手機發布會的一樣。
汽車不僅僅是一種交通工具,也是一種智能聯網設備,不管是座艙的影音娛樂設備,還是諸多舒适性配置,都有賴于強大的座艙芯片來驅動座艙内的數個螢幕,數十個揚聲器。
在安全穩定可靠之外,座艙系統的流暢與否亦是汽車產品力的重要指标,而座艙芯片是否強大,直接關系到座艙系統的流暢度。
如此背景下,在座艙芯片上已然處于領先位置的高通,推出了骁龍座艙至尊版平台來支持先進的數字化體驗。
骁龍 8 至尊版移動芯片依靠高通自研的 Oryon CPU 架構實現了相比于上代產品巨大的性能飛躍,超大核的主頻更是達到了移動芯片未曾觸及的 4.32GHz 。同樣的,骁龍座艙至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台也采用了一樣的高通 Oryon CPU 架構,相較于上一代產品,實現了 3 倍的 CPU 性能提升,同樣的,GPU 性能也實現了 3 倍的性能提升,而 Hexagon NPU 實現的 AI 性能提升則高達 12 倍。
之所以把骁龍座艙至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台放在一起說,是因為這兩個平台可以分開,汽車廠商可以用骁龍座艙至尊版平台打造頂級的座艙體驗,也可以用 Snapdragon Ride 至尊版平台實現高階智能駕駛功能,也可以在同一塊 SoC 上同時運行數字座艙和智能駕駛功能。
所以作為骁龍數字底盤解決方案的兩個組成部分(另外兩個部分是骁龍汽車智聯平台和骁龍車對雲服務),骁龍座艙至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台具有相當大的靈活性。
當然,強大依然是這兩個平台的第一标籤,以骁龍至尊版座艙平台為例,Oryon CPU 架構能夠支持多個虛拟環境和多樣化的跨網域應用,因為座艙系統往往會同時運行多個應用,比如導航、娛樂和通信,并且都處于台前常駐,而 Oryon CPU 架構能夠保證多個應用程式同時流暢且無延遲的運行。
骁龍座艙至尊版平台中集成的 Hexagon NPU 是各模塊中性能提升最多的,AI 算力是前代骁龍 8295 的 12 倍,這意味着它能夠在本地處理數十億參數的大語言模型,而不必等雲端大模型的反饋。
在小紅書等社交平台上經常有新手司機問汽車螢幕上的故障燈或者故障警報是什麼意思,實際上這種事兒問大語言模型就行了,一些大語言模型會根據車輛維修手冊進行訓練,AI 助手會檢索和解讀這些故障燈和故障警報的意思,給出處理和維修建議。
相信不少人也注意到了,以往汽車裡面也就兩個螢幕,儀表屏和中控屏,但是現在汽車裡面的螢幕數量正在飛速增加,除了基礎的儀表屏和中控屏,還有副駕屏,後排娛樂屏;如果是 6 座車,很可能後排娛樂屏就得配四個,說不定還有投影大屏和扶手處的小控制屏,數量多之外,分辨率都從 1080P 奔着 4K、8K 的趨勢去了。
不光是分辨率高了,現在汽車座艙系統的動效也越來越炫酷,能上 3D 動效就不用 2D,能高幀率動畫就不搞 PPT 動畫,不光一個螢幕動,所有螢幕都在動,甚至在今年骁龍峰會上,做遊戲和遊戲引擎的 EPIC 也來登台了,以後的座艙系統,還會用到虛幻引擎來做渲染,好看是好看了,芯片壓力大啊。
比螢幕更多的是揚聲器,現在國產新能源卷配置,20 多萬的車,也配 20 多個揚聲器,加上座艙内語音互動頻率高,但是乘客很可能有幾個,而且座艙内放音樂,座艙外還有路噪風噪,也對聲音的處理提出了挑戰。
綜上要求,一般車機芯片看了都要罷工,不過既然骁龍座艙至尊版平台号稱強大,不光是要搞定上面的挑戰,也要給未來留出冗餘。
骁龍座艙至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台配備面向汽車應用設計的 Adreno GPU,擁有獨立于 NPU 的專用圖形處理器,前面說的 3D 動效和界面,還有高幀率高分辨率實時光追遊戲等等都沒問題。
而新平台中負責将内容傳輸到車輛螢幕的顯示處理單元(DPU)能夠支持 16 個 4K 像素的螢幕,也能混合處理不同層級和類型的數據,包括視頻、圖形渲染以及攝像頭内容,讓各種信息有序連貫呈現。
全新座艙平台支持分區音頻體驗,通過定位乘客的車内位置,并根據座位了解乘客需求,讓車内的每個人都擁有自己專屬的工作或娛樂區網域。另外,新平台專用的 AI 音頻處理器能夠讓座艙系統在各種語言、方言和背景噪音中進行高級喚醒詞檢測。
如果說骁龍座艙至尊版平台的進化,是進一步鞏固自己在座艙平台領網域的領先地位,那麼 Snapdragon Ride 至尊版平台則是高通的野心所在:智能座艙在手,再圖智能駕駛。
和骁龍座艙至尊版平台支持如此多的螢幕類似,Snapdragon Ride 至尊版平台也支持超過 40 個傳感器,包括車外多個 1600 萬像素的攝像頭,以及面向乘客的 360 度全景紅外攝像頭,并利用神經網絡實現這些傳感器數據的低級别融合(指原始數據的融合,優點是數據噪聲小,缺點是數據量大),然後對物體和軌迹進行穩定性檢測、分類和預測。
智能駕駛的難點之一在于車輛行駛的情況極其復雜,黑夜環境、逆光環境和雨雪霧天氣會影響毫米波雷達和攝像頭的感知,所以 Snapdragon Ride 至尊版平台特别支持多模态傳感器數據流,提升不同外部條件之下的影像效果,另外,手機相機有 HDR 功能,Snapdragon Ride 至尊版平台也有高動态範圍的曝光設定來應對復雜光照環境,清晰識别物體、标識和車道标記。
激光雷達抗幹擾能力強,但是獲得的點雲數據分辨率不夠高,當然,激光雷達也朝着高分辨傳感器的方向快速發展,Snapdragon Ride 至尊版平台采用了異構架構,也配有專用的處理器,能夠處理激光雷達的點雲數據或更低級别的數據,并實現與同一 SoC 上其他傳感器的低級别融合,而不會将數據集中在單個内核中進行高負載處理。
之前有不少博主分享過「哨兵模式」的優點和煩惱,比如能夠持續記錄車輛環境信息,對一些惡意劃車、意外剮蹭的情況留下證據追責,但是這個模式耗電量着實不小,開一天就是五六度電,在公共停車場長開的話,相當于每月要花近 100 元電費來訂閱這個服務,并且還會影響車輛續航。
Snapdragon Ride 至尊版平台有希望讓這個功能變得又省心又省電,因為它的設計可以将智能電源管理硬體和軟體相結合,平衡功耗,實現始終在線的低功耗安全監測。
另外,自特斯拉 FSD V12 版本把端到端推到行業台前,目前業界主流智駕方案都已經或者即将遷移到這個高效但神秘的技術路線當中。對于 Snapdragon Ride 至尊版平台來說,支持端到端架構是必然的,更重要的是,給端到端以及其他智駕路線留出安全冗餘:内置的安全島控制器和硬體架構可以實現隔離和無幹擾運行;主控制網域的 TrustZone 則被用于專門管理一些關鍵變量,比如轉向指令或者刹車請求。
過往已經有不少智駕廠商基于 Snapdragon Ride SoC 或者 Flex SoC 等芯片做出了智駕方案,而在這次骁龍峰會上,歷史最悠久的汽車廠商之一的梅賽德斯奔馳,和史上最快突破 100 萬輛銷量的新能源品牌理想,都宣布了将會在其未來的量產車型中采用至尊版骁龍汽車平台,這也算是這款新平台的初戰告捷。
一芯不止二用,至尊版骁龍汽車平台為何能分能合?
如開頭所言,骁龍攢出「棍勢」并打出爆炸效果之前,已經做了非常充分的準備了,而行業變革的節奏,與之也暗暗契合。
自骁龍 602A 平台誕生,骁龍的座艙平台已歷十年四代;Snapdragon Ride 平台誕生也有四年,Snapdragon Ride Flex 則是汽車行業首款同時支持數字座艙和 ADAS 的可擴展系列 SoC,提供從入門級到超級計算級别的可擴展性能。
這段時間恰好是汽車行業變革最為猛烈的十年。
汽車的電動化、智能化和網聯化固然是趨勢,但變化并非只有好處,比如在這個過程中,汽車的電子控制單元(ECU)越來越多,從傳統的引擎控制系統、安全氣囊、防抱死系統、電動助力轉向、車身電子穩定系統;再到智能儀表、娛樂影音系統、輔助駕駛系統;還有電動汽車上的電驅控制、電池管理系統、車載充電系統,以及蓬勃發展的車載網關、T-BOX 和自動駕駛系統等等。
傳統汽車的電子電氣架構大多是分布式的,多一個功能或者模塊,就可能多一個電子控制單元(ECU),最終電子控制單元(ECU)數量可能達到上百個之多,然後通過 CAN(Controller Area Network,一種高速穩定串行通信協定)和 LIN(Local Interconnect Network,一種低速低成本的串行通信協定)總線連接在一起。
随着 ECU 越來越多,整個汽車的電子電氣架構越來越復雜,也越來越不穩定,弊端逐漸顯現:
算力分散無法高效利用,每個控制器芯片算力都有冗餘,但各自為政,效率低下
線束成本及重量劣勢,ECU 多意味着線束多,甚至可達 2km 長,20-30 公斤重的程度
無法支持高帶寬車内通信:總線負載大,容易信号丢幀,總線堵塞
系統集成及 OTA 維護困難:各個 ECU 開發主要由各 Tier1 提供給主機廠,主機廠由内部團隊進行集成整合,後期在線更新難度大
然後為了解決分布式電子電氣架構的諸多問題,不少車企開始改進架構,進入了基于功能網域控制器的架構。
所謂基于功能網域控制器的架構,就是化零為整,把功能相似但分散的 ECU 功能,整合到比單個 ECU 更強的硬體平台上,稱為「網域控制器」(Domain Control Unit,DCU)。
平台化、高集成度、高性能和良好的兼容性,以及豐富的硬體接口資源以及強大的軟體功能特性,讓網域控制器能夠獨擋多面,簡化了電子電氣架構,也降低了開發和制造成本。
一般而言,網域控制器主要有五種:動力網域(Power Train)、底盤網域(Chassis)、車身網域(Body/Comfort)、座艙網域(Cockpit/Infotainment)、自動駕駛網域(ADAS)。
也有汽車企業會進一步集中網域控制器,整合成「車控網域控制器(VDC,Vehicle Domain Controller)、智能駕駛網域控制器(ADC,ADASAD Domain Controller)、智能座艙網域控制器(CDC,Cockpit Domain Controller)」的三網域架構。
我們可以把汽車的電子電氣架構的進化歸結為「各自為政」,到「諸侯分封」再到「中央超算 + 區網域控制」的趨勢。
這也是為什麼全新骁龍座艙至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台可分亦可合的原因之一,不同汽車廠商造車的電子電氣架構不同,技術路線選擇不同,對汽車的網域控制器定義不同,所以需要靈活的技術方案,來應對復雜的客戶需求。
當骁龍座艙至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台分開的時候,各自負責智能座艙網域控制器(CDC,Cockpit Domain Controller)和智能駕駛網域控制器(ADC,ADASAD Domain Controller),是目前行業的主流方案。
也正如前面所說,平台化和高集成度是趨勢,三網域劃分即便足夠簡單,但也可朝着艙駕一體的方向大膽邁進,這就是高通在骁龍汽車平台裡埋下一芯雙平台的意義所在,汽車中央超算的概念,和手機芯片集中成 SoC,把 CPU 、 GPU 、 NPU 和基帶等等集中到一起有異曲同工之妙,但又更為復雜。
中央超算内含兩個平台,不僅僅是要一芯二用,還很可能需要運行好幾個作業系統,這就需要平台采用異構架構,應對不同的系統或者應用,而保證性能最大化。
至尊版骁龍汽車平台還采用了高通技術公司的全面軟體棧,通過 Type-1 安全管理程式支持硬體虛拟化,該管理程式支持多個擁有獨特作業系統的客戶虛拟機,可以不受幹擾并且同時獨立運行。
在萬物皆可 OTA 的時代,至尊版的骁龍汽車雙平台自然也要為行業向軟體定義汽車的轉型而打造,保證統一軟體框架實現可更新性,也要方便汽車制造商通過基于雲的工作台加速功能開發,簡化軟體開發流程以實現持續改進,并加快新特性和新服務的上市時間。
簡言之,骁龍帶來的至尊版汽車雙平台能讓座艙和智駕系統更新快,改錯快,加功能也快。
當至尊版汽車平台出現在骁龍峰會上的時候,其實 " 水到渠成 " 的感覺會大于 " 初來乍到 ",骁龍不止于手機平板和電腦,也不止于 VR 和 AR,汽車這個曾經古老而遲緩的行業正面臨着百年變局,骁龍是這場變局的推動者和參與者,也想變成這場變局的風向标之一。