GPU與NNA賦能智能座艙與自動(dòng)駕駛

1   趨勢(shì)和技術(shù)挑戰(zhàn)是什么？

對(duì)于現(xiàn)代的電動(dòng)汽車(chē)（EV），我們所看到的趨勢(shì)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(jí)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(qiáng)大的圖形處理器（GPU）。這就帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的GPU 往往功能強(qiáng)大，但功率效率不高，這意味著在電動(dòng)汽車(chē)平臺(tái)上，它們可能會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生明顯影響。

對(duì)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(fù)載，但它們?cè)谄?chē)邊緣側(cè)的處理效率并不是很高。相反，我們需要著眼于專(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(shè)計(jì)，它可以實(shí)現(xiàn)相同的功能甚至表現(xiàn)更好。

這種對(duì)功率效率的需求意味著汽車(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(zhí)行這項(xiàng)工作而設(shè)計(jì)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(dǎo)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(tǒng)（ADAS）再到通用計(jì)算等一切車(chē)內(nèi)應(yīng)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(shè)計(jì)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(jī)GPU 的嵌入式架構(gòu)，可以提供無(wú)與倫比的功耗、性能和面積（PPA）指標(biāo)，這意味著它對(duì)于整車(chē)廠（OEM）而言是非常高效且成本合理的產(chǎn)品。

它不僅功能更強(qiáng)大，而且設(shè)計(jì)滿(mǎn)足ISO 26262 安全標(biāo)準(zhǔn)，符合ASIL-B 等級(jí)的要求。這意味著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(dú)特的分塊區(qū)域保護(hù)（TRP）設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可以將顯示區(qū)域分成多個(gè)區(qū)塊，并可以動(dòng)態(tài)地指定哪些區(qū)塊是安全關(guān)鍵型應(yīng)用，哪些區(qū)塊不是。這意味著GPU 只需要對(duì)顯示的一小部分而非整體進(jìn)行特定的安全驗(yàn)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(kuò)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(fù)載中，延遲對(duì)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(qǐng)專(zhuān)利的Imagination Tensor Tiling（ITT）算法，NNA 無(wú)需多次向外部存儲(chǔ)器傳輸數(shù)據(jù)，即可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這將使延遲降低高達(dá)90%，并允許在一顆小的獨(dú)立芯片上處理更大量的數(shù)據(jù)。

當(dāng)與裝載了Imagination 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包處理器的路由器和交換機(jī)一起使用時(shí)，該IP 可以成為目前市場(chǎng)上現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域最強(qiáng)大、功率效率最高的計(jì)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）