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28nm引發的變革

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出品:紅色星際(ID:redplanx)

頭圖:航母戰斗群圖片

撲通一下,英偉達跳進海里。

緊接著,地平線和黑芝麻也接連跳進了海里。

英偉達仰泳的看著2個人,知道你們2個想扛起中國自動駕駛芯片的大旗,但是這條路太艱難了,怕你們游到一半游不下去。

英偉達在2022年3月份發布的大算力Orin芯片花費了數十億美元打造,英偉達笑著說,你們可能總共融的錢也才這么多,知道你們2位心系中國芯片大業,但還是要量力而為。

黑芝麻看著得意的英偉達,目前階段自動駕駛芯片還未真正地分出勝負,你只是暫時的領先而已。

海水的冰冷傳遞到地平線身上,地平線激動地說,要說通用芯片領域,我們的機會確實不大,特別是云端,這幾大芯片巨頭在云端都有十幾年的積淀,想要打破確實很難。

但是自動駕駛作為專用芯片,目前階段應該說是百花齊放,誰最終勝出主要取決于對未來自動駕駛發展趨勢的判斷,和對自動駕駛算法的研究,中國作為全球最火的自動駕駛市場,有先天的優勢。

而且中國的主機廠,特別是像一汽,東風這樣的國有汽車OEM,本身肩負著國家的安全和產業鏈穩定的使命,所以一定會大力支持我們2家。

英偉達看著2個踉踉蹌蹌的追隨者,笑著說,不陪你們玩了,我要先走了。瞬間將動力值從每小時5萬美金提高到了每小時30萬美金。

一股煙的功夫,消失在海水中。

地平線和黑芝麻面面相覷,咱倆得好好互相幫扶,扛起中國自動駕駛芯片的大旗。兩個人你扶我一把,我拉你一腿,大家慢慢往前游著。



1. 戰機起飛

突然有兩個魚群也加入了這個征程,地平線定眼一看,原來是自己的老友吳強。忙問道,你們為何也加入自動駕駛芯片賽道?

吳強2017年回國加入地平線,任地平線公司CTO,后來自己出來成立了后摩時代。

后摩時代,開話了。剛才還看見英偉達,怎么瞬間就消失了。我們加入這個賽道,其實和你們的玩法不一樣。

在自動駕駛芯片這個細分賽道上,一定是靠差異化競爭,才能真正地追上,甚至趕超這個行業的巨頭,像英偉達。如果只是跟在他們的后面,肯定是沒有出路的。如果用先進制程的方式,比如7nm,5nm去挑戰英偉達,會面臨巨大的工程上的挑戰,而且很難在效率和成本上做到很好的平衡。

單純靠傳統的芯片模式,不斷地提高制程,是不科學的。特別是摩爾定律失效后,我們必須找到新的路徑來滿足不斷提升的算力需求。

地平線疑惑地問,那你們打算怎么搞?

后摩時代自信地講道,我們采用“存算一體”的思路做自動駕駛大算力芯片。存算一體最大的優勢就是對先進工藝的依賴較弱,能用28nm工藝做出7nm甚至5nm工藝才能實現的性能。

大家都知道美國對于我們半導體行業一直采用封鎖的態度,如果能夠用28nm實現幾百,甚至上千TOPS的大算力,那么我們就不需要依賴像英偉達這些的國外公司。

而且能效比可以做到每瓦幾十TOPS,甚至更高。對于汽車而言,如果超過15W,那么就得借助外部的散熱方法來實現芯片的安全,無論是風冷,水冷,都是不小的成本,而且無法100%保證安全。

地平線疑惑道,現在的存算一體技術更多的是用在小算力芯片,像智能家居,智能電子這些,如果要用“存算一體”思路做大算力,短期內落地估計夠嗆。

后摩時代想了想說,目前存算一體確實主要用于小算力,但是經過我們2年的實踐,發現這個是存在可能的。

如果單純追求7nm,5nm等先進制程,成本太貴,而且還需要用HBM來增加存儲帶寬,一塊高性能自動駕駛芯片的成本能飆升到上千美元。

如果存算一體可以實現大算力芯片,成本可能只是現在的幾分之一,而且這個技術目前大家都在探索,我們并不比國外的公司差多少,同時在國際市場上具有先進性,一旦做成,就是具有國際競爭力的東西。

地平線思考片刻講道,其實我們也在關注這個技術,但是像電路設計、架構、軟件等諸多層面還面臨著巨大挑戰。

跟著后摩時代一起游過來的億鑄科技也開話了,我們認為,既然很難正面挑戰英偉達這種巨頭,那就采用新的技術、新的手段來另辟蹊徑。而不是一直模仿別人,用傳統技術來做國產替代是值得支持的,但不應該所有人都是這條路徑。

我們也是做存算一體的。存算一體的目標是做成通用芯片,現在市面上大多公司把自動駕駛AI芯片當專用芯片做,算法和芯片高度綁定,在效率與通用性存在天然矛盾。未來隨著大算力的需求,一定需要一個真正的軟硬件解耦方案,不是把自動駕駛算法提前嵌入進芯片中。

自動駕駛芯片本身就是矩陣加乘運算的加速工作,存算一體顯然更適合這個模式。

黑芝麻看了看另一個魚群,講道,你們是做哪塊的,怎么也來和我們湊熱鬧?

我們是做Chiplet產品的,芯粒智能講道。接著上面幾位老哥的講話,用存內一體思路做大算力確實是一條沒人走過的路,但我補充一句,存內計算也需要擁抱Chiplet的生態。

我認為Chiplet生態,包括先進封裝的生態可以把存算一體帶到一個新的高度, Chiplet本質上更像是一個設計理念,不管是28nm,7nm還是5nm,CPU,GPU這些模塊化芯片,都可以通過先進的封裝和互聯等方式,像拼接積木一樣用封裝技術整合在一起,形成一顆芯片。

與傳統SoC方案相比,由于芯粒可重復使用,設計靈活,不僅能夠加快芯片設計公司的設計周期、降低設計成本,還能大幅提高芯片性能。

黑芝麻疑惑道,用拼積木的思路想拼出一座房子,就需要提前規劃房子的設計、結構、用什么樣的模塊才能實現這座房子的拼搭,但目前階段好像還很不成熟。

奇異摩爾插話了,Chiplet產業確實處于發展初期,生態鏈還不夠完善,缺乏系統化的設計解決方案。

但是從長遠看,Chiplet已經被視為延續摩爾定律的一個重要途徑。當工藝進入到14nm后,摩爾定律有點失效了,而算力的需求卻還在不斷提高。特別是自動駕駛芯片多采用異構計算,由于異構計算很難在傳統的板級互聯情況下實現,這就要求所有運算單元中有一個更高速的互聯,讓多個芯片作為一個整體來實現軟硬件協同,這就是Chiplet要解決的問題。

我們認為,未來自動駕駛更看重的是計算平臺,而不是單獨的一個芯片。其實大算力芯片中,需要先進制程(7nm,5nm)的算力核其實占用面積并不多,通常不到40%,通過Chiplet可以把其它不需要先進制程的模塊,比如通信,接口,把它放在非先進制程的Base die里,并把這些模塊集合成一顆整個大的芯片。

黑芝麻想了想,那Chiplet的一次性工程費用該由誰來承擔?

奇異摩爾想了想,這個問題確實是先有“雞”還是先有“蛋”的問題。當前Chiplet技術百花齊放,包括芯片廠家、云計算廠家、晶圓制造廠家等,需要構建成本合理的標準化開放IP生態,才能解決這個問題。

但未來Chiplet可以增加芯片IP公司的營收,以前我們只需要把IP賣出去,就掙到授權費了,現在是按照銷量分成,只要你賣得好,每賣一次,我收一次錢,營收空間大大增加。

地平線插了進來,講道,對于芯片IP公司來說,做Chiplet就是IP的硬件化,IP硬件化從營收角度來說是可以大大增加營收,但是如果我們做Chiplet die,就要去預測客戶產品的銷量,這對產品整體規劃的挑戰,包括以后對供應鏈把控的挑戰,是會相對大一點。

目前階段,Chiplet技術早期發展中,處于生產制造環節的廠商可能具有更大話語權,所以我們認為傳統的巨頭在早期還是處于領導地位。

而且不同工藝,不同芯片之間的互連接口對算力與功耗有影響很大,目前階段還沒有形成統一的標準,如果做到車規,估計還得3-5年吧。

芯粒智能見狀也聊了起來,對于我們這樣小的創業公司而言,選擇進入芯片行業是一個巨大的挑戰,隨便一款大芯片可能都需要幾億美元的花費。所以創業公司要在研發成本和芯片性能上做一個平衡。

特別是現在市場上主流車型還是在15到25萬之間,這一價位的車型對成本會非常敏感,英偉達等“高舉高打”的計算平臺解決方案動輒幾萬塊價格,整車企業很難消化。

現在市場上的自動駕駛芯片很難在通用性,效率和成本上做到很好的平衡,Chiplet方法則可以以較低成本實現相關解決方案。

英偉達因為財大氣粗,所以對新技術有較高的嘗試意愿,在用各種手段探索可能的計算邊界,但是對于創業公司而言,目前階段還不能這么干。



(殲-20戰斗機圖片)

6個兄弟,你一句我一句地聊著,忽然整個海面突然沸騰了起來,可能他們自己都沒有想到,一臺與殲-20戰斗機相似的戰機突然升空了,地平線和黑芝麻作為機身,存算一體和Chiplet作為兩側的機翼,一躍升空。大家感嘆,這不就是中國的芯片戰斗機雛形嘛。

6個兄弟相視而笑,激動地笑著說,雖然我們存在技術路線之爭,但我們肯定是要一起探索中國芯片的突圍之路。



2. 航母成群

突然之間,海底一片漆黑。

眾人紛紛議論,猜測這是哪個大神,仔細一看,原來是毫末智行。大家忙問道,我們這個是自動駕駛芯片賽道,你做自動駕駛系統的公司怎么也來湊熱鬧。

毫末智行笑著說,未來我們就會有超過30款車型,百萬量級的落地規模,這個賽道怎么可以沒有我們呢。

我們對于先進技術都比較興趣,特別是在最近一期的HAOMO AI DAY上,我們發現,針對Attention的計算特點,例如使用大值精確小值近似和雙向漸進的稀疏預測等方法,在28nm的芯片上就可以實現27.5T/W的計算功耗比。

作為中國量產第一的自動駕駛公司,必須時刻關注核心芯片的發展,我們也非常看好28nm芯片的測試。

目前中國能做的最高水平是28nm,想再往前進,中國缺少光刻機。中芯國際雖然有兩臺14nm的光刻機,可是與光刻機配套的零部件受到美國制裁,所以中國28納米及以上的芯片是沒有受到制裁的。

如果28nm能實現高性能大算力芯片,不僅可以實現車載計算的需求,還能保證供應鏈的安全。

大家互相看了一下,作為終端的金主,確實應該一起探索,共同為中國的自動駕駛道路出謀獻策。

說著說著,毫末智行這艘類似航母的戰艦一涌而成,就在此時,一個芯片航母的雛形形成了。地平線和黑芝麻作為機身,存算一體和Chiplet作為兩側的機翼,毫末智行作為航母基地,不斷的補給能量給戰機,已經初步具備了遠程作戰的能力。

飛著飛著,忽然又一次看到了英偉達。英偉達一看,怎么單兵作戰變成了航母群。

英偉達笑著說,確實難為你們了。說實在話,如果單一的公司,我們確實并沒有把它作為競爭對手,但是集體作戰,是有那么點趕超的苗頭。

英偉達冷笑,我攤牌了,宣布直接放棄1000TOPS算力的Atlan芯片,直接上2000TOPS的Thor芯片。

2021年,在GTC大會上,英偉達創始人黃仁勛正式發布了自動駕駛芯片Atlan,單顆芯片的算力達到1000TOPS。芯片一發布即引起整個行業的熱議。

此次取消Atlan,直接上Thor,直接把整個行業整沸騰了。中國的公司紛紛疑惑,這怎么辦,完全追不上啊。

2021年底,紅色星際曾收到消息說,英偉達把后面的幾款芯片都取消了,原來是取消了Atlan。

當前智能駕駛已進入算力競賽時代,大算力自動駕駛芯片面臨巨大的設計挑戰,業界普遍認為,英偉達的Atlan號稱單個die要達到1000TOPS算力,業界普遍估計會非常困難。

但是直接跳過Atlan,上Thor,直接把整個行業都碾壓了。不過這個也符合英偉達一貫的做法,至少要領先競爭對手1代產品以上。

據官方表示,地平線將會在2023年推出性能更為強勁的汽車智能芯片 J6(Journey 6),采用車規級7nm工藝,算力超過400TOPS。地平線J5現在是128TOPS的算力,和現在的Orin(256TOPS)差一倍的算力。到了J6,地平線想計劃繼續與英偉達保持差一個產品級的頻率。

但是英偉達卻直接改變了思路,直接從2000TOPS開始。據悉,英偉達Thor的研發費用會在數十億美元。

在大家討論的瞬間,一股煙的功夫,發現英偉達又飛走了。看來英偉達為了保持行業的領先性,不斷的在提高自己的預算。



(Space X火箭)

此時特斯拉的Space X火箭正好經過,我剛看見老友英偉達,怎么突然不見了。

大家笑著說,英偉達不想和我們玩,覺得自己是龍頭,處處想在產品方面高我們一等,領先我們一步。

特斯拉安慰道,別怕,我們也是這樣過來的,我們之前也和Mobileye玩過,但是因為高高在上,我們決定自己做芯片。包括最早的電動化,全世界所有的OEM都嘲笑我們,最后我們還是做成了。我想告訴你們一句,不要畏懼行業龍頭,大膽的創新,未來一定屬于勇敢者。

馬斯克又露出了難以捉摸的笑容,講道,正好我經過,可以捎你們一程。眾人思考片刻,我們一個航母,一個戰機,怎么捎我們一程啊,這個難度是不是太大了。

要具有想象力嘛,馬斯克笑著說,瞬間把動力值從每小時30美金提高到了100美金。升下四根鐵索,整個火箭把戰機和航母一起吊著往前走,宛如美國大片中外星人攻擊地球的片段,但這次是中國自動駕駛芯片的向外突破。

半股煙的功夫,消失在了海水中。

就這樣,8個兄弟開始在天空中群魔亂舞。

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