艙駕一體,中央超算,至尊版驍龍汽車平臺想把汽車的未來「集中」起來
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,無以至千里」,俗話說就是「開大得先積攢能量」。
今年的高通驍龍峰會 2024 就有一種高通攢出了四段「棍勢」然後打出的感覺,首日的驍龍 8 至尊版移動平臺發佈足夠炸場,性能飆升;汽車平臺則首次成爲驍龍峰會的重磅主題之一,第一天剛說完「Snapdragon Everywhere」,次日就推出了全新驍龍座艙至尊版平臺和 Snapdragon Ride 至尊版平臺,讓驍龍越跑越快,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,就像當年高通隨着功能手機轉向智能手機的歷史轉變而成爲科技巨頭那樣。
一芯雙平臺,高通的野心不止座艙
自驍龍汽車 602A 平臺和驍龍汽車 820A 平臺(也就是第一代和第二代的驍龍座艙平臺)開始,高通開始進入並站穩汽車車機領域,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佈會的人就會明顯感知到,驍龍 8295 出現在發佈會上的頻率越來越高,而這是驍龍第四代的座艙產品,它就像驍龍 8 系移動芯片出現在手機發佈會的一樣。
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,還是諸多舒適性配置,都有賴於強大的座艙芯片來驅動座艙內的數個屏幕,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標,而座艙芯片是否強大,直接關係到座艙系統的流暢度。
如此背景下,在座艙芯片上已然處於領先位置的高通,推出了驍龍座艙至尊版平臺來支持先進的數字化體驗。
驍龍 8 至尊版移動芯片依靠高通自研的 Oryon CPU 架構實現了相比於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,驍龍座艙至尊版平臺和 Snapdragon Ride 至尊版平臺也採用了一樣的高通 Oryon CPU 架構,相較於上一代產品,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。
之所以把驍龍座艙至尊版平臺和 Snapdragon Ride 至尊版平臺放在一起說,是因爲這兩個平臺可以分開,汽車廠商可以用驍龍座艙至尊版平臺打造頂級的座艙體驗,也可以用 Snapdragon Ride 至尊版平臺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。
所以作爲驍龍數字底盤解決方案的兩個組成部分(另外兩個部分是驍龍汽車智聯平臺和驍龍車對雲服務),驍龍座艙至尊版平臺和 Snapdragon Ride 至尊版平臺具有相當大的靈活性。
當然,強大依然是這兩個平臺的第一標籤,以驍龍至尊版座艙平臺爲例,Oryon CPU 架構能夠支持多個虛擬環境和多樣化的跨域應用,因爲座艙系統往往會同時運行多個應用,比如導航、娛樂和通信,並且都處於臺前常駐,而 Oryon CPU 架構能夠保證多個應用程序同時流暢且無延遲的運行。
驍龍座艙至尊版平臺中集成的 Hexagon NPU 是各模塊中性能提升最多的,AI 算力是前代驍龍 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。
在小紅書等社交平臺上經常有新手司機問汽車屏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屏幕,儀表屏和中控屏,但是現在汽車裡面的屏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,不光一個屏幕動,所有屏幕都在動,甚至在今年驍龍峰會上,做遊戲和遊戲引擎的 EPIC 也來登臺了,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。
比屏幕更多的是揚聲器,現在國產新能源卷配置,20 多萬的車,也配 20 多個揚聲器,加上座艙內語音交互頻率高,但是乘客很可能有幾個,而且座艙內放音樂,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,不過既然驍龍座艙至尊版平臺號稱強大,不光是要搞定上面的挑戰,也要給未來留出冗餘。
驍龍座艙至尊版平臺和 Snapdragon Ride 至尊版平臺配備面向汽車應用設計的 Adreno GPU,擁有獨立於 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。
而新平臺中負責將內容傳輸到車輛屏幕的顯示處理單元(DPU)能夠支持 16 個 4K 像素的屏幕,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內容,讓各種信息有序連貫呈現。
全新座艙平臺支持分區音頻體驗,通過定位乘客的車內位置,並根據座位瞭解乘客需求,讓車內的每個人都擁有自己專屬的工作或娛樂區域。另外,新平臺專用的 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。
如果說驍龍座艙至尊版平臺的進化,是進一步鞏固自己在座艙平臺領域的領先地位,那麼 Snapdragon Ride 至尊版平臺則是高通的野心所在:智能座艙在手,再圖智能駕駛。
和驍龍座艙至尊版平臺支持如此多的屏幕類似,Snapdragon Ride 至尊版平臺也支持超過 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,並利用神經網絡實現這些傳感器數據的低級別融合(指原始數據的融合,優點是數據噪聲小,缺點是數據量大),然後對物體和軌跡進行穩定性檢測、分類和預測。
智能駕駛的難點之一在於車輛行駛的情況極其複雜,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 至尊版平臺特別支持多模態傳感器數據流,提升不同外部條件之下的圖像效果,另外,手機相機有 HDR 功能,Snapdragon Ride 至尊版平臺也有高動態範圍的曝光設置來應對複雜光照環境,清晰識別物體、標識和車道標記。
激光雷達抗干擾能力強,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 至尊版平臺採用了異構架構,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別的數據,並實現與同一SoC上其他傳感器的低級別融合,而不會將數據集中在單個內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,相當於每月要花近 100 元電費來訂閱這個服務,並且還會影響車輛續航。
Snapdragon Ride 至尊版平臺有希望讓這個功能變得又省心又省電,因爲它的設計可以將智能電源管理硬件和軟件相結合,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臺前,目前業界主流智駕方案都已經或者即將遷移到這個高效但神秘的技術路線當中。對於 Snapdragon Ride 至尊版平臺來說,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:內置的安全島控制器和硬件架構可以實現隔離和無干擾運行;主控制域的 TrustZone 則被用於專門管理一些關鍵變量,比如轉向指令或者剎車請求。
過往已經有不少智駕廠商基於 Snapdragon Ride SoC或者Flex SoC 等芯片做出了智駕方案,而在這次驍龍峰會上,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,都宣佈了將會在其未來的量產車型中採用至尊版驍龍汽車平臺,這也算是這款新平臺的初戰告捷。
一芯不止二用,至尊版驍龍汽車平臺爲何能分能合?
如開頭所言,驍龍攢出「棍勢」並打出爆炸效果之前,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。
自驍龍 602A 平臺誕生,驍龍的座艙平臺已歷十年四代;Snapdragon Ride 平臺誕生也有四年,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別的可擴展性能。
這段時間恰好是汽車行業變革最爲猛烈的十年。
汽車的電動化、智能化和網聯化固然是趨勢,但變化並非只有好處,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佈式的,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議)和 LIN(Local Interconnect Network,一種低速低成本的串行通信協議)總線連接在一起。
隨着 ECU 越來越多,整個汽車的電子電氣架構越來越複雜,也越來越不穩定,弊端逐漸顯現:
然後爲了解決分佈式電子電氣架構的諸多問題,不少車企開始改進架構,進入了基於功能域控制器的架構。
所謂基於功能域控制器的架構,就是化零爲整,把功能相似但分散的 ECU 功能,整合到比單個 ECU 更強的硬件平臺上,稱爲「域控制器」(Domain Control Unit,DCU)。
平臺化、高集成度、高性能和良好的兼容性,以及豐富的硬件接口資源以及強大的軟件功能特性,讓域控制器能夠獨擋多面,簡化了電子電氣架構,也降低了開發和製造成本。
一般而言,域控制器主要有五種:動力域(Power Train)、底盤域(Chassis)、車身域(Body/Comfort)、座艙域(Cockpit/Infotainment)、自動駕駛域(ADAS)。
也有汽車企業會進一步集中域控制器,整合成「車控域控制器(VDC,Vehicle Domain Controller)、智能駕駛域控制器(ADC,ADAS\AD Domain Controller)、智能座艙域控制器(CDC,Cockpit Domain Controller)」的三域架構。
我們可以把汽車的電子電氣架構的進化歸結爲「各自爲政」,到「諸侯分封」再到「中央超算+區域控制」的趨勢。
這也是爲什麼全新驍龍座艙至尊版平臺和 Snapdragon Ride 至尊版平臺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,對汽車的域控制器定義不同,所以需要靈活的技術方案,來應對複雜的客戶需求。
當驍龍座艙至尊版平臺和 Snapdragon Ride 至尊版平臺分開的時候,各自負責智能座艙域控制器(CDC,Cockpit Domain Controller)和智能駕駛域控制器(ADC,ADAS\AD Domain Controller),是目前行業的主流方案。
也正如前面所說,平臺化和高集成度是趨勢,三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,這就是高通在驍龍汽車平臺裡埋下一芯雙平臺的意義所在,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,但又更爲複雜。
中央超算內含兩個平臺,不僅僅是要一芯二用,還很可能需要運行好幾個操作系統,這就需要平臺採用異構架構,應對不同的系統或者應用,而保證性能最大化。
至尊版驍龍汽車平臺還採用了高通技術公司的全面軟件棧,通過 Type-1 安全管理程序支持硬件虛擬化,該管理程序支持多個擁有獨特操作系統的客戶虛擬機,可以不受干擾並且同時獨立運行。
在萬物皆可 OTA 的時代,至尊版的驍龍汽車雙平臺自然也要爲行業向軟件定義汽車的轉型而打造,保證統一軟件框架實現可升級性,也要方便汽車製造商通過基於雲的工作臺加速功能開發,簡化軟件開發流程以實現持續改進,並加快新特性和新服務的上市時間。
簡言之,驍龍帶來的至尊版汽車雙平臺能讓座艙和智駕系統升級快,改錯快,加功能也快。
當至尊版汽車平臺出現在驍龍峰會上的時候,其實“水到渠成”的感覺會大於“初來乍到”,驍龍不止於手機平板和電腦,也不止於 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,驍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標之一。