特斯拉為什么要自行研發(fā)自動駕駛芯片？

對于特斯拉而言，研發(fā)這款芯片+配套算法本質(zhì)上還是對率先將自動駕駛汽車商業(yè)化節(jié)點(diǎn)的爭奪。

特斯拉Model 3的量產(chǎn)問題仍未徹底解決，CEO Elon Musk又拋出了自研自動駕駛芯片的重磅新聞。

Elon Musk和特斯拉Autopilot負(fù)責(zé)人Jim Keller在昨天的神經(jīng)信息處理系統(tǒng)大會（NIPS 2017）上是這么說的：「I wanted to make it clear that Tesla is serious about AI, both on the software and hardware fronts. We are developing custom AI hardware chips.Jim is developing specialized AI hardware that we think will be the best in the world.」

（我想明確一點(diǎn)：特斯拉非常重視AI，無論軟件還是硬件層面。我們正在開發(fā)定制的AI芯片硬件。我們認(rèn)為Jim帶隊(duì)開發(fā)的專用型AI芯片將會是全球最好的芯片。）

在此之前，36氪曾多次撰文闡述特斯拉自研芯片的可能性，這是第一次迎來官方實(shí)錘。為什么說特斯拉研發(fā)自動駕駛AI芯片應(yīng)該引起注意？

先簡單科普下Jim Keller。Jim Keller，原AMD首席芯片架構(gòu)師。

1998年，Jim Keller在AMD分別參與設(shè)計(jì)和主導(dǎo)研發(fā)了Athlon和Opteron 64處理器（K7和K8 X86-64架構(gòu)），幫助AMD攀上了業(yè)務(wù)發(fā)展的頂峰。1999年，Jim Keller離職加盟博通出任首席芯片架構(gòu)師。

2004年，Jim Keller轉(zhuǎn)投P.A Semi，后者于2008年被蘋果收購。Jim Keller出任蘋果移動芯片架構(gòu)師，主導(dǎo)放棄AMD的公版架構(gòu)，基于AMD的IP深度定制了蘋果A4/5芯片，在蘋果A系列芯片+iOS「軟硬一體化」戰(zhàn)略的落地中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

2012年，Jim Keller重回AMD，領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)了Zen架構(gòu)處理器，帶領(lǐng)AMD咸魚翻身；2015年9月，Jim Keller再次離職，彼時(shí)Zen架構(gòu)處理器已經(jīng)完成了架構(gòu)設(shè)計(jì)，但AMD股價(jià)仍應(yīng)聲下跌。

因?yàn)檩氜D(zhuǎn)多個(gè)公司均做出重大貢獻(xiàn)的傳奇經(jīng)歷，坊間戲稱Jim Keller是「Chip God」。（芯片皇帝）

2016年1月加盟特斯拉，帶著50人規(guī)模的團(tuán)隊(duì)，到本月底剛滿兩年，Jim Keller團(tuán)隊(duì)在特斯拉堪稱高效。

下一個(gè)問題是，搭載英偉達(dá)Drive PX 2自動駕駛芯片的特斯拉Autopilot 2.0車型2016年10月才量產(chǎn)，Drive PX 2芯片也是整個(gè)自動駕駛產(chǎn)業(yè)界最受歡迎的平臺之一，特斯拉為什么要自行研發(fā)自動駕駛芯片？

L4級別的自動駕駛存在著非常大的算力和數(shù)據(jù)傳輸需求，英特爾的一份報(bào)告指出，自動駕駛汽車的計(jì)算量可以達(dá)到4TB/天，這也是當(dāng)下諸多OEM的自動駕駛汽車后備箱放置著巨大的計(jì)算及配套的散熱設(shè)備的原因。英偉達(dá)此前推出了旗艦級Pegasus自動駕駛芯片，這款芯片的算力達(dá)到了320萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算/秒，在魯棒性、多級冗余及撤回機(jī)制、車規(guī)級ASIL D安全性和數(shù)據(jù)帶寬方面均有更好的支持。唯一不可回避的缺陷是，這款芯片功耗飆升至500W，是前代Xavier芯片的15倍以上。

這款芯片暴露出一個(gè)問題：對自動駕駛而言，即便是英偉達(dá)這樣頂級GPU大廠，在算力和功耗的平衡上也已經(jīng)觸到了天花板。更宏觀的說，通用型計(jì)算平臺很難同時(shí)滿足自動駕駛要求的巨大算力和超低功耗。

如何解決這一難題？這里舉一個(gè)題外案例：在Google確立了AI First戰(zhàn)略之后，很快發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題：即使大規(guī)模的部署英偉達(dá)的GPU，數(shù)據(jù)中心的功耗仍然飛速上漲。2015年，Google研發(fā)數(shù)年的AI專用芯片TPU（張量處理單元）開始投入應(yīng)用，TPU是從芯片架構(gòu)層面專為機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和研發(fā)的高效能芯片。Google在一篇論文中介紹，TPU比GPU/CPU 快15~30倍、性能功耗比（TOPS/Watt）高出約30~80倍。

具體到自動駕駛領(lǐng)域，專用計(jì)算平臺能帶來多大的能效提升？在特斯拉自研芯片計(jì)劃的同時(shí)，國內(nèi)也有一家專攻專用型芯片的創(chuàng)業(yè)公司地平線宣告成立。地平線創(chuàng)始人兼CEO余凱博士此前介紹，在相對通用型計(jì)算平臺1/10的功耗下，地平線的BPU會有2~3個(gè)數(shù)量級（100倍~1000倍）的算力提升。就在剛剛，余凱轉(zhuǎn)發(fā)特斯拉確認(rèn)自研芯片稱「在意料之中、戰(zhàn)爭才剛開始，這是勇敢者的游戲?！?/p>

回到那個(gè)問題，特斯拉為什么要自行研發(fā)自動駕駛芯片？Musk說「功耗可以降至當(dāng)前的1/10」，Keller在演講中提到「定制硬件可以提升效率」。小鵬汽車副總裁、前特斯拉Autopilot機(jī)器學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)人谷俊麗提到過，特斯拉的自動駕駛策略和其他公司的最大不同，就是整套軟硬件解決方案，包括計(jì)算平臺、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，全部要求可量產(chǎn)、可商業(yè)化。這也是特斯拉堅(jiān)持不使用激光雷達(dá)（成本高昂）和比其他公司更早關(guān)注功耗問題的原因。

其實(shí)在此之前，特斯拉便有自研芯片的蛛絲馬跡流出——在特斯拉Q3財(cái)報(bào)電話會議上，Elon Musk被要求就英偉達(dá)Pegasus芯片比特斯拉Autopilot 2.0上的Drive PX 2性能好十倍，闡述特斯拉下一步的自動駕駛硬件策略。Musk的回應(yīng)并未針對英偉達(dá)，而是圍繞特斯拉本身：

「we'll have more to say on the hardware front soon, we're just not ready to say anything now. But I feel very optimistic on that front……we feel confident of the competitiveness of our hardware strategy. I would say that, we are certain that our hardware strategy is better than any other option, by a lot.」

（我們很快就會有一些硬件層面的新進(jìn)展宣布，只是還沒有萬事俱備，但我對此非常樂觀……我們對特斯拉硬件戰(zhàn)略的競爭力充滿信心，我想說的是，我們確信特斯拉的硬件戰(zhàn)略比任何解決方案都好不止一個(gè)量級。）

什么方案可以比哪怕號稱全球首款L5級自動駕駛芯片英偉達(dá)Pegasus還要“好不止一個(gè)量級”？唯有重構(gòu)芯片架構(gòu)的專用型芯片可以帶來這樣的突破。

關(guān)于這款神秘芯片的其他進(jìn)展還包括：該芯片基于AMD的IP打造；目前已經(jīng)走到了設(shè)計(jì)完成、測試驗(yàn)證的階段；特斯拉已經(jīng)收到了首批芯片樣品，目前正在進(jìn)行相關(guān)測試；代工方可能是格羅方德和三星電子等。

盡管短期來看，英特爾、英偉達(dá)等傳統(tǒng)芯片大廠的自動駕駛芯片仍然有著廣闊的市場空間，但毋庸置疑的是，率先將專用型自動駕駛芯片商業(yè)化的企業(yè)將在未來的市場競爭中占據(jù)更加主動的地位。對于特斯拉而言，研發(fā)這款芯片+配套算法本質(zhì)上還是對率先將自動駕駛汽車商業(yè)化節(jié)點(diǎn)的爭奪。擺在其他自動駕駛企業(yè)面前的問題是，跟還是不跟？