在全球提倡節能減排、低碳零碳、推進清潔能源的大背景下，綠色可持續發展成為保障社會健康穩定成長的新動能。這一趨勢中，汽車行業的電氣化無疑扮演着至關重要的角色，伴随着電動汽車産業的繁榮，圍繞智能座艙、自動駕駛等應用的智能化浪潮也在快速推進。作為一家專注于AI視覺感覺的半導體公司，安霸的産品廣泛應用于人工智能計算機視覺、視訊圖像處理、視訊錄制等領域，包括視訊安防、進階駕駛輔助系統（ADAS）、電子後視鏡、行車記錄儀、駕駛員及艙内智能監控、智能汽車無人駕駛和機器人應用等等，其高性能、低功耗處理器還可用于智能錄影機設計，支援超高清圖像處理、視訊壓縮、深度神經網絡加速，能夠從高分辨率視訊中提取有價值的資料。
在CES期間，安霸釋出了最新AI域控制器晶片CV3系列（預計在2022年上半年提供首批樣品），基于新一代完全可擴充、高能效比的CVflow架構，CV3系列SoC可為汽車行業提供更高的AI處理性能——算力達到500eTOPS，比安霸上一代車規級SoC CV2系列提高42倍，每瓦性能提高了4倍。CV3搭載了16個Arm Cortex-A78AE CPU核心，在支援自動駕駛系統的軟體應用所需的CPU性能上，比上一代晶片CV2提高30倍。CV3通過單一晶片內建多傳感器進行集中化AI感覺處理（包括高像素視覺處理、毫米波雷達、雷射雷達和超音波雷達）、多傳感器深度融合，以及自動駕駛車的路徑規劃，打造了ADAS系統和L2+至L4級自動駕駛系統。即使是在惡劣的光線環境、天氣狀态和駕駛條件下，基于CV3的AI域控制器也可以實作更強的環境感覺能力。
“我們會持續做好晶片的整體設計工作，結合未來趨勢進行規劃，以适應汽車産業的自動化、電動化，以及多樣性智能化的需求。”安霸中國區總經理馮羽濤在接受媒體采訪時表示。早在2015年，安霸就進入了智能汽車領域，收購了一家意大利的自動駕駛公司，以及傲酷雷達等企業，并與HELLA Aglaia、Smart Eye、Momenta、StradVision、MINIEYE、MAXIEYE、Motional、Arrival、Autobrains、上海歐菲智能駕駛、保隆科技、華域視覺、東風日産、長城汽車、智己汽車等企業達成合作。其中，RIVIAN采用安霸的CV2晶片實作了L2+級别的自動駕駛，Motional使用CV2晶片作為CPU域控制器的視覺感覺處理晶片，ARRIVAL的物流車輛也使用了CV2晶片。除了一級供應商，安霸還在AI領域與百度飛槳等軟體架構實作了算法層面的合作。
安霸中國區總經理馮羽濤
從早期的A12、H22、H32，到10納米的CV2x系列，安霸将AI加速引擎設計加入其中，提供了ADAS、智能電子後視鏡、智能座艙駕駛員的監測、艙内感覺等功能，并于2021年初推出5納米、低功耗CV5晶片。一直以來，安霸在晶片的設計、性能、功耗、成本效益等方面都取得了不錯的表現，其獨特性之一就是“算法優先”，展現在四個方面。
安霸晶片家族賦能汽車應用
第一是圖像處理和壓縮，這也是安霸成立之初就在專注的自研技術。經過17年在圖像處理和視訊壓縮上的經驗積累，安霸在該領域的技術應用已覆寫多個市場，能夠以更低的功耗實作更好的分辨率、對比度、色彩呈現等效果；第二是自動駕駛算法，通過收購VisLab，結合自身的技術實力，使得安霸擁有了超過25年的自動駕駛積累，可以更深入的了解算法對于晶片的要求；第三是雷達處理，安霸在2021年收購了4D成像雷達算法公司傲酷，可以用更有效率的晶片實作視覺和雷達感覺的融合，使用更少的硬體資源顯示更清晰的成像效果。 第四是CVflow，該AI硬體加速引擎專為視覺等感覺算法設計，具有一定的通用性，相較CPU、GPU、FPGA等平台能做到更低的功耗、更高的效率，有着更強的運算能力。以安霸CV2車載晶片（CV2AQ，12 eTOPS）為例，與友商的汽車GPU（30 TOPS）相比，同時在兩顆晶片上運作一樣的神經網絡，具備相近的AI性能， CV2的功耗僅為GPU的20%。
CV3系列标志着安霸下一代CVflow架構的首次亮相，其延續了算法優先的設計理念，定位最新一代的汽車域控制器，推動了神經向量處理器（NVP）的發展， 具有更優的能效比，支援神經網絡推理的疊代。增強的NVP可以運作先進的雷達感覺算法，例如傲酷4D成像雷達AI算法。新的浮點通用矢量處理器（GVP）與之形成互補，可以幫助NVP引擎分擔傳統的機器視覺和雷達處理，以及幫助Arm CPU分擔浮點密集型算法。此外，安霸為CV3配備了一整套軟體工具和SDK，幫助合作夥伴和客戶借助該晶片打造不同的系統。
安霸中國區市場營銷副總裁郄建軍介紹稱，在晶片的設計之初，CV3就充分考慮到了對各類算法及其演進的支援，例如目前比較流行的Transformer神經網絡等，“我們在CV3晶片上跑過成百上千種通用的開源算法，也包括我們自己的VisLab算法，以及一些客戶的算法，在這些基礎之上，再優化晶片設計。晶片是圍繞算法去優化的，并且都是通用型算法，這正是‘算法優先’的理念所在，就是為算法去優化晶片，晶片為算法服務。”
安霸中國區市場營銷副總裁郄建軍
今年1月，安霸首發了CV3系列（均為5納米先進制程）旗艦版晶片，之後會陸續推出涵蓋高端到入門級的多個版本。旗艦版CV3采用16核Arm Cortex-A78AE架構，内置硬體安全子產品 (HSM) 以提高安全性，支援向上相容的SDK。新一代的CVflow擁有NVP（神經矢量處理器）和GVP（通用矢量處理器）兩個子產品，可以優化資料路徑效率，易于擴充資料路徑性能，能夠最大限度地減少每次操作進出内部RAM和DRAM的資料路徑帶寬。具體來說，資料流架構可以并行執行資料流圖 (DAG) 中的多層算子；在部分緩沖區，僅保留層之間所需的中間結果，減少了外部存儲器通路；随機稀疏為權重和激活，由硬體和相關軟體及工具支援，相較于結構化稀疏更有效率。
CV3旗艦版晶片框圖
NVP用于神經網絡運算，針對4bit、8bit、16bit等定點運算進行了專門優化，如果算法全部量化為4bit定點，可以達到1000 eTOPS。GVP主要支援16bit、32bit浮點運算和非神經網絡計算，包括雷達信号處理、點雲處理等。NVP和GVP處理器的配比可以自由協調，達到最優的應用效率。CV3可同時支援20路攝像頭通過MIPI VC方式連接配接，隻需單顆晶片即可處理全套傳感器，如典型的L2+自動駕駛傳感器配置（例如10路攝像頭、5路毫米波雷達及大量超音波雷達）。此外，CV3晶片帶有高性能的雙目立體視覺引擎和稠密光流引擎可提供範圍更廣的深層檢測和運動感覺，支援雷射雷達、毫米波雷達、超音波雷達等各類傳感器。基于豐富的接口相容性和高性能表現，傳感器在控制層面實作了深度融合，可支援物體檢測、物體分類、畫面分割等功能。融合計算之後，還可實作規劃和控制功能，包括輔助駕駛、自動駕駛等等。
這些複雜運算在單顆CV3晶片上均可完成。馮羽濤認為，單顆晶片的優勢之一展現在如果軟體優化做得比較好，可以降低整體的延遲性，但如果是多個晶片組合在一起，就要考慮晶片之間通訊的延遲和安全問題。長期來看，在向單晶片域控制器發展的過程中，仍會有一些多晶片的方案落地。如果是做單顆高算力的晶片，用普通散熱降低功耗并不容易。在CV3上，500T算力的功耗僅為50W，相當于每瓦10個TOPS，并且可以根據性能需求配置設定不同規格的産品。
“用CV3單晶片做自動駕駛，從安霸和客戶角度都會有比較大的挑戰，它的開發和驗證的過程，涉及從功能安全、資訊安全到全系統，開發周期會稍微長一些，但是實作之後會是技術超前的系統，至少在近些年，這是相對高端的一種做法。對于我們的客戶來說，未來幾年會是（單晶片和多晶片）混合的發展路徑，我們也會适應市場的需求。”馮羽濤說，
未來，多傳感器的融合有望向原始資料集的分析、學習和融合發展。在CV3晶片中，安霸做了4D成像雷達和視覺原始資料集的融合，将大量的原始點雲和高清視訊像素點互相結合，還完成了雷射雷達的前融合，實作了資料的大規模和高性能處理，以及點雲和像素的精準時空同步。近兩年，毫米波雷達企業的重心都在轉向4D成像雷達，傲酷隻需要使用與普通毫米波雷達類似的簡單硬體，就能做成高性能的4D成像雷達，實作在120度FOV下達到1度角分辨率、與視訊前融合後在部分情況下取代低線束雷射雷達等效果，并且在融入安霸的晶片之後在性能上又有了進一步提升，與視覺系統也有了深度前融合。
CV3系列硬體平台架構靈活，易于擴充，使主機廠可将其産品系列軟體架構做統一規劃，顯著降低軟體開發的成本和複雜度。平台的可擴充性解決了汽車軟體日益複雜的問題，成為替代多個分散的ADAS SoC晶片組合的另一種選擇。安霸AI晶片的架構特性介于通用型可程式設計晶片與ASIC之間，既具有ADAS功能的高效性，又有可程式設計性，可以滿足不同的ADAS、提供多樣性的算力、運作各類神經網絡。在汽車領域，CV3實作了性能、功耗、成本的平衡，展現了更好的成本效益。此外，CV3系列可使得客戶通過OTA軟體線上更新，給系統預留算力備援，實作功能的疊代，簡化軟體開發流程，加快了新功能和應用部署的進度，大幅縮短了主機廠新車型的開發時間。
如今，新能源、自動駕駛、智能化已成為推動中國汽車産業高速發展的核心力量，無論是造車新勢力還是傳統車企，都在車輛中加入了各種先進的硬體，配合軟體算法以實作更進階别的自動駕駛和智能體驗。CV3晶片系列為主機廠和Tier1的産品戰略方向提供不同的選擇，從适用于前視ADAS攝像頭、滿足汽車行業監管标準的低功耗SoC，擴充到可用于L4級全自動駕駛的高端域控制器SoC。這個系列的晶片支援中央架構，也支援區域架構。除了覆寫整個自動駕駛域，CV3還可以同時處理艙内感覺，包括駕駛員和車内感覺系統。
可以說，安霸在專業領域多年的技術積累給了其十足的底氣。一方面，安霸始終堅持自研路線，從ISP到編解碼等IP核心無不如此，并且在新架構的研發上穩步推進，如CVflow就是經過CV2x的10納米系列晶片量産驗證，使其高性能新品更具穩定性和成本效益。另一方面，安霸深入了解中國市場的客戶需求，可以快速将新技術落地到新興的應用場景中。“以我們在晶片領域的布局，在中國這麼有活力的市場中，我們的團隊充滿期待。”馮羽濤談到，“希望随着國内市場的發展，能夠與我們的合作夥伴攜手，共同做出非常有競争力的好産品。”
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