安谋张晓波：CPU+XPU解决方案为汽车的新未来提供“核芯动力”

9月28日—29日，“中国车谷2021智能汽车产业创新论坛”隆重召开。本次论坛由武汉经济技术开发区和东风汽车集团有限公司联合主办，由武汉市智能汽车产业创新联盟与盖世汽车联合承办，主要围绕智能汽车的创新发展这一主题展开，涉及到人机共驾、地图定位、人工智能与芯片、仿真测试等多个热门领域。以下是安谋科技新业务副总裁张晓波的发言：

安谋科技新业务副总裁 张晓波

我今天的演讲主题是：CPU+XPU解决方案为汽车的新未来提供“核芯动力”。当下，万物互联对算力提出非常高的要求，除了人工智能以外，自动驾驶也给整个行业提出具有挑战性的命题。

我们有一个汽车行业的分析，业内所有的计算架构基本上都是基于Arm，包括FSD、黑芝麻、地平线，英伟达以及高通等。针对有关自动驾驶的挑战，各家已经投入很多，之后也会有针对算力等一系列挑战的前沿研究。

大家是车圈的合作伙伴，也可从计算角度来看整个架构的演变，从传统架构到域架构，以及中央计算架构，已经成为了一个趋势。FSD是打造一个闭环的，形成了一个自己的技术路线。特斯拉整个的驾驶辅助演进分为三段：第一段，它自己采用了第三方的平台；第二段，它把平台做了一部分的整合，最后决定采用Arm的架构——自己来设计芯片，同时把自己的系统做闭环，去做整体安全认证，及一系列的车规级产品认证。高通、英伟达也是平台级技术路线的打法。

反过来，我们看到在整个行业的演变过程中，从多域的计算到中央计算，这个过程在发生着巨大的变化。从计算的角度，Arm还是行业比较重要的支撑者，从过去的移动端到现在的汽车端和服务器端，有很多相应的行业的转化。

回到自动驾驶这一部分，包括地平线在内的很多合作伙伴都在考虑算法、算力怎么对标FSD，尤其针对自动驾驶的L5这个level，其实中间是个漫长的过程。从国内的创新来讲，各家都投入比较大的精力，其中有些方式方法，包括产品的迭代，中间可以达到快速突破的路径。

后面我可以给大家简单介绍一下，安谋科技针对CPU、XPU的一些解决方案，如何去助力新的产品演进。分几个维度：第一，从IP的维度。第二，从产品的维度。第三，从软件的维度。第四，从生态的维度。

从整个自动驾驶，或者整个汽车从其运算的角度来看，大家可以看到我们说汽车的边缘计算，包括自动驾驶的计算平台，它也是一个计算的中央节点，下面有网关，有远程控制。而对于控制器，有座舱级的，有自动驾驶系统级的，整体也是非常复杂的。加上动力系统，汽车总体管控的平台打造在汽车行业是非常复杂的。比如，如何从计算的角度去做支持，包括电子电气的架构设计，整个算法如何去做中央的边缘计算等。在基础设施的一些云端的计算，包括边缘云，包括主机厂的私有云，包括公有云，这里面都是中央平台在做一些基础的计算支撑。

从IP的角度，我们有非常丰富的产品组合，支持快速地去迭代整个计算平台的基础。从云端来看，我们也有比较好的产品，Arm的服务器在亚马逊的平台上做过验证，它是公有云的平台。走到私有云平台里面，也有很多厂商在构建基于Arm架构的服务器架构，同时会给到车的平台去做一些应用，包括其他产品的迭代，后面我们会有些详细的分享。

从安谋科技的角度，我们会去看怎么打造一个车载计算平台的标准，或者车载的专用计算平台架构。之前在行业比较通用的是异构架构，在多单元之间可以做运算。我们提出一个新的超域架构， 在7月15号的发布会上我们把超域架构第一次推到行业。从芯片的角度，Arm在做支持片内的一致性互联的产品，现在也叫CMN600、CMN700等等，它支持芯片内多计算核心的互联。因为大算力的汽车芯片的CPU可能不是一颗，中间多计算核心可以实现一致性的无缝互联，这里面有一些IP的联合。此外，计算芯片在功能安全方面要达到ASLL-D，这里面就有一个全芯片设计的体系。同时还有自底向上的芯片设计，保证计算的高效性和低延时。信息安全也非常重要，还有支持包括不同安全域的虚拟化，还有软件的框架，后面也都会跟大家专门进行展开。

这是安谋科技专门为自动驾驶做的核心动力的一套解决方案，我们称之为“A+X”，A是指CPU级的整个的中央计算通用计算，X在整个计算单元里面，包括GPU、VPU、NPU等方案，两者合在一起做一些IP级的连通，最后实现整个车规级的大芯片。在这个过程中，安谋科技也提出了针对自动驾驶的核心动力的支撑。

在车规级的融合计算里，我们称之为XPU，它包含有VPU、NPU等。大部分的IP我们都实现了车规级的验证和提前的组合。未来在针对整个XPU的子系统，可以做到芯片级整合。它通过总线和其他计算核心的连接以及相应的优化来实现。因为有的系统里面会把算法做进尤其像NPU的计算核心中。这里面各家也都是掌握着非常关键的一些核心技术。从整个搭建的角度来讲，你可以用一个低成本的投入，把自己的传感器数据和地图，与上层应用级的算法做一个整合，做到专有的数据计算处理，这样的子系统的整合我们称之为融合计算。

另外，针对车载功能安全，这个在车规级我们叫Safety Ready，今年势头非常猛，我在安谋科技原来是做公司的产品规划，包括CPU、ISP、信息安全的IP等。所以我们有几个产品已经完全做到了提前规划，现在已经演进到上车级的等级。这里面有三类，芯片厂商是一类，还有新的车企，也有东风汽车等传统汽车厂商。车企也想进到芯片领域，这里面对大家是多维的机会，同时也带来一些挑战。怎么样能形成共赢的一个工作链呢？我们从IP层级就做了基础计算的努力，我们在系统级也做了基础的搭建。

软件定义汽车也成为一个趋势。这个图是一个示意图，我们接触了很多汽车产业链的伙伴，包括像Tierl-2、Tierl-1，以及Tierl-0.5等不同的厂商。图中大家可以看到很多的关键技术。我们期待帮助产业伙伴缩短研发周期，我们称之为研发周期左移。为了实现这个目标，我们会把图中的针对固件和通用计算平台的软件做到可移植，保证一次编写，多处运行。

做一个标准贯穿整个生态系统，这个事情没那么容易，理想是好的，但中间需要一个实现过程。每一家怎么考虑这个事情，这不强求，而是根据不同厂家在研发和投入的角度酌情来看。我们提供了一个基础的平台可以快速实现研发周期的左移，另外，可以用云的方法，其中也有些问题，这个就不细讲。但是提供基础研发平台给各个厂商、各个软件开发商、以及帮助车载应用到上车，以及上车以后要实现整个安全的保证和软件迭代，这个还是非常重要的。

有一个有趣的现象，做手机的厂商进到车企，他们认为未来的车都是把大号的手机的研发系统转到车上。这个其实想简单了，我相信这个链条会非常长。也有另外一种，车企觉得有这个积累了，可以去做手机了，这是最近业界比较有趣的现象。

严格意义上，这些厂商都是我们的合作伙伴。我也从不同角度跟每家的高层聊过，了解他们长期的战略诉求和产品诉求。最后发现，他们的诉求就是怎么减少研发时间，怎么样保证车规，怎么样从不同的行业跨进去。还有就是他们从不同的行业怎么转到另外的行业等等。这说明一件什么事呢？整个业态的都是蓬勃发展的，大家都在追求发展和变化，而且寻求一些新的增长点。我们会提供一些基础的工具，但这个不是最后的产品级的量产工具。这点我稍微跟大家提醒一下。

我们会提供一个车载嵌入式的边缘计算可扩展开放架构——SOAFEE。这个架构我们也有一个参考硬件，包括一些开发项目，这些项目由特别兴趣小组（SIG）领导。SOAFEE已有一个初始版本，已经可以下载，也可用于一些早期的评估，其中针对算力，尤其针对安全和实时性的评估，它提供有一系列的技术尝试。这个部分大家如果有兴趣，可以跟我们联系，一起为这个SOAFEE生态做贡献。

另外一件事，大家针对自动驾驶的算力怎么堆叠，如何做到包括像特斯拉级的，包括英伟达级算力的迭代？很多产品大家都在说这个是核心竞争力，但怎么去堆叠？中间针对NPU，产业界有很多挑战。比如大家算法和算力都是在自己的研发体系里面，这可能是核心技术，不能开放。安谋科技在最近做了一件事，今年7月15号联合了50家，现在已经有75家产业单位，包括车企，做算法的公司，做芯片的公司，以及产学研的前沿性研究单位，我们成立了一个智能计算产业技术创新联合体 （Open NPU Innovation Alliance，简称ONIA）。

从NPU的角度来讲，这个是我们安谋科技做的第一件事——现在ONIA是8家理事单位，未来可能会增加到10家。除了指令集，我们也成立了自动驾驶工作组。这个自动驾驶工作组目前有10家单位，包括车厂，算法公司和汽车服务公司。这样的联盟合作，我们没有任何强求，但它是会员制，包括社区会员制。但是我们不是以收费为目的，其实很多社区单位可以免费参加。这里面包含汽车上下游公司，有OEM、算法公司等合作伙伴。这是从车的维度来看，同时也有其他的行业的玩家，比如刚才提到不同的做万物互联的公司，所以这就是一个创新联合体。

这是NPU指令集的历史机遇。9月26号在乌镇举办的世界互联网大会上，在百家的单位里面，选出14家作为乌镇的互联网领先企业，而我们安谋国际代表整个联盟拿到了这个奖项。这也是国家，包括工信部对这件事情的一个认可，我觉得这是整个架构演进、统一标准的一个历史机遇。

最后，我们会实现的是共建和共享，在汽车这个方向，包括自动驾驶这件事情上，我们希望跟大家一起来打造包括IP层、子系统层、软件层的生态，为大家做好服务，谢谢大家。