爱游戏-汽车 GPU 算力新高度支持智驾芯片实现架构创新

[导读]跟着汽车行业在“新四化”范畴内迅猛地前进，汽车电子电气架构正在产生显著的转变。智能化的深切促使汽车计较架构慢慢由传统的以分域来进行风险节制的散布式架构，转向以强调高机能计较同时削减冗余硬件和系统复杂性，从而提高系统效力和靠得住性的中心计较架构。与此同时，一些新兴的功能在新车中的渗入率也在不竭晋升，例如在汽车座舱内助机界面（HMI）范畴，诸如车内屏幕显示交互和后排文娱屏幕等，其年度增加率年夜致保持在8%摆布；而在高级驾驶辅助系统（ADAS）方面，增加率根基到达10%，部门研究机构所陈述的增加率数据乃至更高。在此布景下，汽车对GPU算力的需求显现出爆发增加的趋向。 跟着汽车行业在“新四化”范畴内迅猛地前进，汽车电子电气架构正在产生显著的转变。智能化的深切促使汽车计较架构慢慢由传统的以分域来进行风险节制的散布式架构，转向以强调高机能计较同时削减冗余硬件和系统复杂性，从而提高系统效力和靠得住性的中心计较架构。与此同时，一些新兴的功能在新车中的渗入率也在不竭晋升，例如在汽车座舱内助机界面（HMI）范畴，诸如车内屏幕显示交互和后排文娱屏幕等，其年度增加率年夜致保持在8%摆布；而在高级驾驶辅助系统（ADAS）方面，增加率根基到达10%，部门研究机构所陈述的增加率数据乃至更高。在此布景下，汽车对GPU算力的需求显现出爆发增加的趋向。 汽车利用需要更高GPU算力和硬件虚拟化 跟着进步前辈驾驶辅助系统（ADAS）和各类级此外主动驾驶（AD）被普遍引入到汽车利用中，和新一代汽车加倍重视人车互动和车与情况交互功能，汽车对车载计较单位的算力需求年夜幅提高。智能化汽车中的各类传感器在短时候内就会生成年夜量数据，即便在较初级此外主动驾驶系统中，每小时也能生成 25GB 数据。面临如斯重大的数据量，市场需要可以或许高效处置年夜量信息的硬件来完成计较使命。因为CPU采取流水线处置架构，是以不克不及够高效地完成集中处置这些数据的使命。 面临这些巨量的数据，行业的解决法子是采取NPU和GPU 来履行分歧的并行计较，这是由于这两类架构都具有年夜范围并行处置单位。在某些环境下，比拟在之前的GPU，NPU的运算速度可能更高，可是由于NPU是一种基在特定加快器的并行计较单位，是以面临新的利用、功能和算法，其矫捷性、顺应性和产物生命周期远不如GPU。是以，在今朝ADAS和AD还不是每辆车的标配，和机能需求不竭演进转变的环境下，市场上完全采取NPU架构的智驾芯片息争决方案供给商很难盈利，这些智驾芯片厂商老是在不竭地开辟新的硬件（特定加快器）和流片，同时也使主机厂和tier-1老是不竭破费庞大的人力物力来适配他们的新芯片。 鉴在机能上的显著差别， GPU已成为同时撑持智能驾驶、开辟新一代座舱和撑持AI功能的不贰之选。GPU具有浩繁计较焦点，不但可以或许同时履行年夜量计较使命并揭示出出色的并行计较能力，并且还可以或许经由过程软件编程的体例，在一颗基在GPU汽车主控芯片上就可以完成多样化的图形图象数据处置、基在衬着的人车交互和人工智能推理等各类使命，是以比采取NPU架构的智驾芯片具有更高的矫捷性和可扩大性。在现实的汽车利用场景中，这类基在GPU的汽车主控芯片可以针对分歧主机厂、分歧车系和分歧车型的需求定制主动驾驶功能、信息文娱系统和V2X方案，可以经由过程模组化软件设置装备摆设来年夜年夜下降主机厂和tier-1的开辟难度和本钱。 固然，要完善地实现以上功能和操纵GPU架构的矫捷性和顺应性来帮忙全部智驾财产链条上的玩家降难度和减本钱，就需要GPU一方面要具有足够的算力，另外一方面还要具有可以或许实现硬件完全隔离的虚拟化能力和可扩大的多焦点能力。除此之外，在日趋普和的CPU+GPU+NPU架构中，高算力的GPU还可以撑持NPU（AI加快器）阐扬人工智能的推理能力，确保车辆在行驶进程中可以或许敏捷做出决议计划，提高了系统的响应速度和平安性，这类架构中GPU的矫捷性与AI加快器的高机能相得益彰，可配合鞭策智能化汽车不竭迈向新的成长阶段。 今朝，市场上已呈现了可以或许同时知足上述三种要求的GPU IP产物，为新一代基在GPU或GPU+NPU的智驾芯片的开辟供给了鼎力撑持。Imagination Technologies公司在不久前推出的DXS GPU是业内首款可以同时供给高算力、硬件虚拟化、多焦点、撑持RISC-V架构的 GPU IP产物，很是合适中国智驾芯片开辟商从纯洁的NPU架构转向开辟基在GPU架构的智驾芯片，除其DXS GPU的高算力和多核能力，并且还可以供给并世无双的HyperLane硬件虚拟化手艺，帮忙主机厂和tier-1用一颗主控芯片实现多样化的功能和设置装备摆设。 Imagination 是享誉全球的GPU IP供给商。1992年，该公司推出了立异的PowerVR GPU架构，采取该架构的GPU IP不但在桌面利用、移动平台、消费电子和游戏装备等多个范畴发生了普遍影响并延续至今，并且在汽车范畴也被诸多领先的芯片企业采取，全球已有高达130亿台电子装备和汽车采取了该公司的GPU IP。Imagination 在车载范畴具有跨越二十年的手艺堆集，其GPU IP被用在驾驶、座舱与信息文娱系统等范畴的芯片中；作为汽车GPU IP的领先供给商，具有领先同侪的市场据有率。其DXS GPU的问世，不但知足了现代汽车对中心处置单位的高机能需求，还经由过程立异的散布式平安机制，解决了功能平安与机能、芯片尺寸之间的冲突，为汽车智能化历程注入了强劲动力。 Imagination DXS GPU 的机能优势 相较在上一代GPU产物，Imagination在设计DXS GPU时新增了一个SPU单位，从而使得DXS GPU的整体硬件机能晋升了50%。得益在全新的设计，最新发布的DXS GPU所采取的工艺节点为5纳米，这使得其系统运行频率相较在上一代产物有了显著晋升。如需进一步拓展，还可将其设置装备摆设为四核，在主频到达1.5GHz的前提下，DXS GPU将可以或许实现9TFLOPS FP32的机能和32TOPS的int8机能。 Imagination汽车产物总监章政暗示：“GPU在图形处置方面具有显著优势，特殊是具有并行处置能力，使得GPU可以或许高效地进行年夜范围计较，从而晋升图形机能。我们最新推出的DXS GPU解决方案算力可从0.25 TFLOPS拓展到1.5 TFLOPS，这一可扩大、矫捷的特征可以知足汽车中分歧品级主动驾驶对图形处置机能和计较的需求。” 在以填充率为中间的图形工作负载上，机能比拟竞争敌手最高可晋升28%，在平安要害型工作负载上更是能到达成倍的机能晋升。比拟IMG BXS GPU，优化过硬件架构DXS GPU在连系两重速度FP16加上额外的SPU，能为FP16工作负载供给3倍机能。DXS GPU还撑持FP16/FP32/INT8/DOT8等行业尺度数字格局，另外，该GPU比拟前代供给更年夜片上内存用在加快计较。 DXS GPU供给单、双、3、四核矫捷设置装备摆设，可作为多个自力GPU焦点运行，也可作为单个年夜型GPU跨多个焦点调剂使命，撑持经由过程低带宽总线在焦点间分派工作，并撑持跨Chiplet桥接，进一步加强了焦点之间的通讯和协作能力，使得全部系统在处置复杂使命时加倍高效和矫捷。 另外，Imagination也深知软硬件协同优化的主要性。是以，在DXS GPU中，Imagination特殊增添了片上存储，以削减带宽瓶颈，同时加强了算术逻辑单位（ALU）计较能力。这些优化办法使得DXS GPU在处置图形使命时加倍高效。同时，Imagination还供给了壮大的软件撑持，包罗针对特定工作负载优化的软件库和东西，帮忙开辟者充实阐扬GPU的潜力，实现最好的图形机能。 车用GPU与移动平台所用GPU的分歧：FuSa 在11月12日，Imagination公布其DXS GPU IP正式经由过程SGS-TÜV Saar（SGS旗下，世界领先的测试、查验和认证机构）的周全审核与评估，取得了ISO 26262尺度的ASIL-B级别认证。这一成绩标记着DXS GPU所采取的怪异的散布式功能平安机制（FuSa）已取得了行业内的承认。特殊是在汽车利用范畴，GPU对FuSa有着严酷的要求，这包罗了冗余设计和在某些功能掉效时的应对策略。鉴在汽车电子系统的故障可能激发严重的交通变乱，是以功能平安显得尤其要害。 Imagination 的 GPU 采取取得专利的散布式平安机制（DSM）和其HyperLane硬件虚拟化手艺一样，都是针对汽车等GPU利用开辟的高价值立异，可以以极小的芯单方面积价格去知足汽车利用特定的需求。DSM经由过程在多个子模块平分散摆设平安检测逻辑，实现对功能平安的周全笼盖。具体包罗平安对、余暇周期占用、测试向量生成与履行、散布式故障检测与陈述等立异点，在仅增添约 10% 的面积开消的环境下，能有用检测到跨越 90% 的单点故障，合适 ASIL - B 的要求并取得了认证。 跟着汽车新四化（电动化、智能化、网联化、同享化）的不竭推动，汽车中的芯片数目将快速增添。除存眷这些芯片的算力和毗连带宽等机能以外，一样主要的是打造和推出全新的功能平安解决方案。Imagination连系GPU这类处置器的架构特点，在供给业内领先的算力以外，还操纵GPU的运行特点来打造了立异的散布式功能平安机制，消弭了之前的锁步等其他功能平安方案实现机制带来的机能下降和成倍片芯面积，为电子行业在相干范畴内的立异供给了一种全新的模式和思绪。

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