'中國首款車規級自動駕駛芯片發佈：全面開放、算力超GPU 10倍'

中國首款車規級AI芯片來了。

今天（8月30日）在上海人工智能大會期間，邊緣人工智能芯片企業地平線正式宣佈量產中國首款車規級人工智能芯片——征程二代。

征程二代是地平線自動駕駛芯片“征程”迭代款，該芯片搭載了地平線自主創新研發的高性能計算架構BPU2.0（Brain Processing Unit）,可提供超過4 TOPS的等效算力，典型功耗僅2瓦。

發佈會上，地平線創始人&CEO餘凱表示：“車載AI芯片是人工智能行業的珠穆朗瑪，也是自動駕駛實現大規模落地的前提。此次地平線率先推出首款車規級AI芯片不僅實現了中國車規級AI芯片量產零的突破，也補齊了國內自動駕駛產業生態建設的關鍵環節。”

可以說，這是一款從設計之初就完全按照車規級打造的芯片。

先簡單介紹一下什麼是車規級芯片，與普通芯片不同，車規級芯片需要應對海量技術和複雜場景，具體有三大痛點考驗車載AI芯片的性能：毫米級延時、大數據量計算、低成本高效率。

基於此，地平線打造的車規級AI芯片在滿足毫米級延時、大數據量計算、低成本高效率的基礎上可以實現四大智能駕駛應用場景，視覺感知輔助駕駛、高級別自動駕駛、眾包高精地圖與定位和智能人機交互。

其中，智能駕駛應用場景為目前核心能力。

地平線征程二代核心參數：

征程二代搭載地平線自主創新研發的高性能計算架構BPU2.0（Brain Processing Unit）,可提供超過4 TOPS的等效算力，典型功耗2瓦，通過車規級AEC-Q100驗證，TSMC 28nm HPC+工藝，17*17mm BGA封裝。

其中，典型算法模型的算力利用率大於90%、配合高效的算法TOPS算力可以處理的幀數可達同等算力GPU10倍以上，對於感知可靠性識別精度大於99%，延遲小於100毫秒，感知豐富性上，像素級語義分割，超過60個分類，每秒目標識別數量超過2000個。

同時，征程二代能夠高效靈活地實現多類AI任務處理，對多類目標進行實時檢測和精準識別，可全面滿足自動駕駛視覺感知、視覺建圖定位、視覺ADAS等智能駕駛場景的需求，以及語音識別，眼球跟蹤，手勢識別等智能人機交互的功能需求，充分體現BPU架構強大的靈活性。

征程二代還可提供高精度且低延遲的感知輸出，滿足典型場景對語義分割、目標檢測、目標識別的類別和數量的需求。

征程二代全面開放，提供從參考解決方案，到開放的感知結果，再到芯片及工具鏈的基礎開發環境，並可依據客戶的不同需求提供不同層次的產品交付和服務。

地平線征程二代芯片效率為什麼高嗎？

其核心是首重效能、兼顧靈活的BPU，對此地平線採用的做法是吸收經典芯片設計、注重真實AI能力輸出、寬帶與利用率優化並重。

我們知道經典芯片性能評估方式是Power、Performance、Area，即：功耗、性能、成本。

基於此，地平線採用了重新定義AI處理器性能的評估方式，並將芯片優化、編譯器和Runtime的優化和算法的優化三者結合，最後進行計算拆分、多級並行、數據複用和全局優化。

這裡需要指出的是，計算拆分是張量計算彈性拆分、提升指令並行是多級計算流水優化和指令序列異步並行，而數據複用是在片內完成進而實現多層融合降低寬帶。

最終得到的結果顯示，單幀寬帶消耗降低到34.4、單幀計算延時25.1毫秒、計算資源利用率達到95%。

在可靠性方面，地平線車規級芯片工作溫度可滿足零下40攝氏度到120攝氏度，運行壽命設計為滿足15年至20年運行要求。

在質量系統方面，地平線車規級芯片要滿足零缺陷設計，同時滿足ISO/TS16949質量管理系統認證。

在安全系統方面，具備ISO2626功能安全，作為風險緩解措施，覆蓋系統失效情況下的安全隱患，具備ISO21448預期功能安全，覆蓋基於非系統失效導致的安全隱患，具備ISO21434網絡安全，合理保障車輛系統的網絡安全。

據悉，征程二代在2019年初流片成功，正式量產前，地平線已完成芯片功能性和穩定性測試、系統軟件開發和穩定性調試，目前，征程二代芯片開發套件已完全就緒，可支持客戶直接進行產品設計。

在發佈現場，地平線上海芯片研發中心總經理吳徵還首次對外公佈了征程系列車規級芯片研發路線圖。

搭載地平線高性能計算架構BPU3.0的征程三代芯片，符合AEC-Q100和ISO 26262車規級標準，預計將於明年正式推出。

在發佈會上，地平線同步公佈了AI芯片工具鏈 Horizon OpenExplorer（地平線“天工開物”）。

Horizon OpenExplorer 包含面向實際場景進行AI算法和應用開發的全套工具，與此同時，模型訓練工具、檢查驗證工具、編譯器、模擬器、嵌入式開發包等悉數亮相，工具鏈中還有參考模型樣例、參考整體軟件方案支持客戶快速產品落地。

發佈會最後，地平線拿出了基於征程二代車規級芯片打造的面向ADAS市場的征程二代視覺感知方案，該平臺將在明年正式，可覆蓋不同等級自動駕駛需求的全新Matrix自動駕駛計算平臺。

先看性能參數：10類動態目標感知、53類靜態目標感知、23類語義分割、1080P@30FPS、功耗小於3瓦、關鍵區域檢出率大於99.99%。

行人檢測距離大於80米、行人檢測率大於99.62%、行人誤報率小於1次/百公里、車輛檢測距離大於150米、車輛檢測率大於99.24%、車輛誤報率小於1次/千公里。

車道線檢測距離大於90米、車道線準確率大於99.45%、紅綠燈檢測距離大於70米、紅綠燈檢測率大於99.49%、標識牌檢測距離大於60米、標識牌檢測率大於99.62%。

具體來說，主打ADAS市場的地平線征程二代視覺感知解決方案，可在低於100毫秒的延遲下實現多達24大類的物體檢測以及上百種的物體識別，每幀高達60個目標及其特徵的準確感知與輸出，車輛及行人測距測速誤差均優於國際同等主流方案。

不僅如此，針對國內市場的特點，該解決方案還專門針對中國道路和場景進行了優化，如特殊車道線、紅綠燈倒計時檢測、車輛突然斜向插入等。

針對自動駕駛市場，相比上一代Matrix，地平線此次發佈的全新自動駕駛計算平臺在算力提升高達16倍的同時，功耗僅為原來的2/3，同時可支持高達800萬像素的視頻輸入，行人檢測距離高達100米，並滿足多個國家、不同場景下自動駕駛運營車隊以及無人低速小車的感知計算需求。

據介紹，地平線Matrix自動駕駛計算平臺還將推出更新更強大版本，將於明年發佈的基於征程三代的Matrix自動駕駛計算平臺算力將高達192 TOPS，具備支持ASIL D的系統應用場景的能力。

這裡可以對比一下特斯拉的自動駕駛平臺，特斯拉計算平臺算力為144TOPS、無功能安全、72-100瓦，值得注意的是特斯拉計算平臺算力144TOPS只有一半可用。

地平線計算平臺，192TOPS算力、芯片級功能安全、功耗48瓦。

在車規級芯片正式量產之際，地平線對外展示了其智能駕駛商業化方面的成績。

目前，地平線已經獲得包括美、德、中、日全球四大主流汽車市場客戶，已同包括奧迪、博世、上汽、廣汽、長安、比亞迪等國內外頂級Tier 1和汽車廠商，以及禾賽科技、高新興、首汽約車、SK電訊等科技公司及出行服務商達成戰略合作。

此外，地平線高性能、低功耗、低成本的AI芯片及解決方案Matrix得到了國內外自動駕駛廠商和Robotaxi運營車隊的青睞，目前已在海內外賦能近千輛L4級別的自動駕駛車輛，Matrix已成為全球L4自動駕駛計算平臺的產品，未來兩三年將有望到達萬級規模的出貨。

車規級芯片成功流片後，地平線已在高級別自動駕駛、輔助駕駛（ADAS)、多模交互等方向斬獲多達5個國家的客戶的前裝定點，並在明年上半年獲得雙位數的前裝車型定點，率先搭載地平線車規級AI芯片及解決方案的量產車型最早將於明年年初上市。

地平線副總裁 & 智能駕駛產品線總經理張玉峰表示，“征程芯片兩年內將有百萬量級的前裝裝車量，五年內則有望完成千萬量級的目標。”