GPU與NNA賦能智能座艙與自動(dòng)駕駛

1   趨勢和技術(shù)挑戰是什么？

對于現代的電動(dòng)汽車(chē)（EV），我們所看到的趨勢本身就是問(wèn)題所在。作為未來(lái)交通出行的主流工具，即使是在入門(mén)級電動(dòng)汽車(chē)中，也可以看到更多的屏幕和更高的分辨率，同時(shí)更先進(jìn)的駕駛輔助和自動(dòng)駕駛工具也會(huì )被安裝在車(chē)輛中。

隨著(zhù)顯示屏亮度的增加和分辨率的提高，它們不僅需要更高的功率，還需要功能更強大的圖形處理器（GPU）。這就帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題，因為傳統的GPU 往往功能強大，但功率效率不高，這意味著(zhù)在電動(dòng)汽車(chē)平臺上，它們可能會(huì )對電池產(chǎn)生明顯影響。

對于自動(dòng)駕駛功能，也存在同樣的問(wèn)題。雖然GPU或CPU 可以處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和AI 工作負載，但它們在汽車(chē)邊緣側的處理效率并不是很高。相反，我們需要著(zhù)眼于專(zhuān)用集成電路（ASIC），例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )加速器（NNA），它的功耗要低得多，而且得益于特定的設計，它可以實(shí)現相同的功能甚至表現更好。

這種對功率效率的需求意味著(zhù)汽車(chē)制造商需要尋找最佳且最確切的方法來(lái)解決這些問(wèn)題。就像任何管道都可以作為排氣管，但是從成本和效率的角度看，專(zhuān)門(mén)為執行這項工作而設計的管道始終是最佳解決方案。

Imagination Technologies 產(chǎn)品管理副總裁 Jamie Broome

2   Imagination的解決方案

Imagination 在汽車(chē)專(zhuān)用半導體IP 方面擁有悠久的歷史。目前，全球超過(guò)40% 的車(chē)輛裝載了Imagination的GPU 或NNA，可以為從車(chē)載顯示器到先進(jìn)駕駛輔助系統（ADAS）再到通用計算等一切車(chē)內應用提供支持。我們最新一代的汽車(chē)專(zhuān)用GPU——IMG BXS，從一開(kāi)始就被設計為可完美解決顯示分辨率和尺寸增加的問(wèn)題。BXS 采用類(lèi)似于手機GPU 的嵌入式架構，可以提供無(wú)與倫比的功耗、性能和面積（PPA）指標，這意味著(zhù)它對于整車(chē)廠(chǎng)（OEM）而言是非常高效且成本合理的產(chǎn)品。

它不僅功能更強大，而且設計滿(mǎn)足ISO 26262 安全標準，符合ASIL-B 等級的要求。這意味著(zhù)它可以用于信息娛樂(lè )和非關(guān)鍵型顯示，也可以為屏幕上的速度表、檔位指示器和警示燈等安全關(guān)鍵型顯示提供支持。它可以高效地做到這些，得益于其獨特的分塊區域保護（TRP）設計，該設計可以將顯示區域分成多個(gè)區塊，并可以動(dòng)態(tài)地指定哪些區塊是安全關(guān)鍵型應用，哪些區塊不是。這意味著(zhù)GPU 只需要對顯示的一小部分而非整體進(jìn)行特定的安全驗證，這樣一來(lái)，安全性不會(huì )受到影響，同時(shí)性能也不會(huì )受到影響。

類(lèi)似地，在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，IMG Series4 NNA 是我們最新的面向汽車(chē)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )加速器。它能夠無(wú)限擴展，可以滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛超過(guò)500 TOPS（每秒萬(wàn)億次操作）的算力需求，同時(shí)不需要大的芯片面積和大量功耗。在自動(dòng)駕駛工作負載中，延遲對于保證車(chē)輛及時(shí)做出決策是至關(guān)重要的。借助正在申請專(zhuān)利的Imagination Tensor Tiling（ITT）算法，NNA 無(wú)需多次向外部存儲器傳輸數據，即可對數據進(jìn)行處理。這將使延遲降低高達90%，并允許在一顆小的獨立芯片上處理更大量的數據。

當與裝載了Imagination 以太網(wǎng)數據包處理器的路由器和交換機一起使用時(shí)，該IP 可以成為目前市場(chǎng)上現代電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域最強大、功率效率最高的計算解決方案之一。

（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年8月期）