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文｜ 汽車之心（微信 ID：Auto-Bit），作者｜葉方，編輯｜王德芙

編者按：

近日多家媒體爆料稱，特斯拉那顆可支撐全自動(dòng)駕駛的 AI 芯片 FSD 終于投入使用了。最重要的是，特斯拉的老車型也能通過(guò)改裝換上全新的 AI 芯片。

特斯拉的這顆芯片，是一種特殊類型的 AI 處理器，可以支持人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN），也就是我們常聽(tīng)到的機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）或深度學(xué)習(xí)（DL）。

需要指出的是，特斯拉定制開(kāi)發(fā)的這顆 AI 芯片并不意味著特斯拉在 AI 領(lǐng)域取得了反轉(zhuǎn)一切的能力。至于全自動(dòng)駕駛在現(xiàn)實(shí)世界的解決方案，特斯拉也只是剛剛?cè)腴T。

不過(guò)，還有部分人士并不這么看，他們覺(jué)得 Musk 已經(jīng)拿到「尚方寶劍」：特斯拉憑借這顆芯片就能鳳凰涅磐，最終引領(lǐng)我們進(jìn)入全自動(dòng)駕駛時(shí)代。

但事實(shí)并非如此。接下來(lái)，我們就來(lái)破除迷霧，見(jiàn)識(shí)一下特斯拉這顆 AI 芯片的真正實(shí)力。

AI 芯片到底包含哪些部分？

據(jù)汽車之心了解，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)需要 CPU（中央處理器）來(lái)執(zhí)行系統(tǒng)工作，比如加載應(yīng)用程序。

除此之外，大部分現(xiàn)代計(jì)算機(jī)還要有 GPU（圖形芯片）來(lái)支撐，它的工作是協(xié)助核心處理器完成圖形和動(dòng)畫(huà)的渲染，讓用戶能在屏幕上獲取有效信息。

在機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)上，除了 CPU，GPU 的角色也突然重要了起來(lái)。

總得來(lái)說(shuō)，GPU 從配角變主角，主要還是因?yàn)?ANN（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)） 是個(gè)龐大的數(shù)值和線性代數(shù)問(wèn)題，而它就是為這樣的數(shù)字混合而生的。

對(duì)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，GPU 簡(jiǎn)直是上天的恩賜，誰(shuí)也沒(méi)想到它能在 ML/DL 領(lǐng)域發(fā)揮如此巨大的功效。

GPU 的隱藏屬性「暴露」后，芯片開(kāi)發(fā)者們開(kāi)始為潛在的市場(chǎng)擴(kuò)軍備戰(zhàn)，就連 GPU 的設(shè)計(jì)都開(kāi)始為 ML/DL 任務(wù)傾斜。

在 FSD 芯片誕生前，特斯拉一直是拿來(lái)主義者，它最早與 Mobileye 合作，后又轉(zhuǎn)向英偉達(dá)。

現(xiàn)在，特斯拉則希望將命運(yùn)攥在自己手中，用自研的這顆芯片為 Autopilot 撐起一片天地。

Autopilot 硬件迭代：2.0 - 2.5 - 3.0

在今年 4 月份的 Autonomy Day 大會(huì)上，特斯拉祭出了大殺器——FSD 芯片。

這背后傳達(dá)的信息很清晰：就是要用自行研發(fā)的技術(shù)替代現(xiàn)有的英偉達(dá)芯片。

四個(gè)多月后，特斯拉工程師們又在 Hot Chips 大會(huì)（IEEE 主辦，專注于高性能處理器）上對(duì)芯片的一些關(guān)鍵組件提供了更多的解析。

這次深度解析也讓外界對(duì)特斯拉的 FSD 芯片重燃興趣。

需要注意的是，在大多數(shù)人眼里，這種處理器可統(tǒng)稱為「AI 芯片」。

這樣叫也不為過(guò)，但也別對(duì)它有太高的期待——AI 芯片目前還無(wú)法在預(yù)期領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全知全能的人工智能。

簡(jiǎn)單來(lái)理解的話，這些芯片根本沒(méi)有任何類人的推理或常識(shí)能力，它只是能力暴增的數(shù)值計(jì)算設(shè)備罷了。

圍繞特斯拉新芯片的喧囂與躁動(dòng)

毫無(wú)疑問(wèn)，Musk 是下定決心要擺脫對(duì)英偉達(dá)芯片的依賴，在特斯拉的車輛上部署自行設(shè)計(jì)的 FSD 芯片（由三星代工制造）。

在這件事上，我們需要考慮幾個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題：

• 對(duì)特斯拉來(lái)說(shuō)，自研芯片真的有意義嗎？繼續(xù)堅(jiān)持拿來(lái)主義是不是更明智？
• 如果硬要對(duì)比，特斯拉的自研芯片與現(xiàn)成的專用芯片有什么差別？
• 在全自動(dòng)駕駛上，AI 芯片到底能實(shí)現(xiàn)什么？

1、純硬件方面的重點(diǎn)

有一點(diǎn)需要明確，那就是對(duì) AI 芯片的討論只不過(guò)是全局的一小部分。只是芯片是純硬件領(lǐng)域的重點(diǎn)罷了。

想發(fā)揮硬件實(shí)力，還得要有相當(dāng)好的軟件。

顯然，那些把特斯拉 FSD 芯片捧上天的人就忘了這一點(diǎn)，沒(méi)有一套好的軟件，再?gòu)?qiáng)大的硬件也實(shí)現(xiàn)不了全自動(dòng)駕駛。

這不是否定硬件的重大意義，但硬件只是整場(chǎng)戰(zhàn)役的一部分，軍功章的另一半顯然屬于軟件。

從現(xiàn)有消息來(lái)看，Musk 手里還沒(méi)有能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛的軟件。

2、設(shè)計(jì)上的配合與協(xié)同

如果要設(shè)計(jì)一款 AI 芯片，其中一種方案就是得知道芯片需要實(shí)現(xiàn)的一系列技術(shù)與性能指標(biāo)。

當(dāng)然，這樣還是屬于紙上談兵，只有不斷努力才能擴(kuò)展 AI 的邊界。

對(duì)特斯拉來(lái)說(shuō)，硬件工程師面臨的一系列情況其實(shí)還是限制了他們的發(fā)揮。

舉例來(lái)說(shuō)，他們必須將功耗控制在一定程度內(nèi)，否則會(huì)對(duì)用車成本及續(xù)航產(chǎn)生重大影響。

除此之外，新的處理器必須能嵌入老款芯片留下的位置，這就意味著其尺寸和形狀必須嚴(yán)格遵循原有設(shè)計(jì)。

在此期間，還要考慮前代產(chǎn)品的兼容性問(wèn)題。

另外，自動(dòng)駕駛芯片的設(shè)計(jì)還有一些約定俗成的規(guī)矩，比如體積、重量、功耗、散熱和成本等。

這些硬指標(biāo)要是滿足不了，那么特斯拉邁出的第一步就會(huì)摔倒。

不恰當(dāng)?shù)谋容^

拿特斯拉 AI 芯片與其他廠商同類產(chǎn)品進(jìn)行比較，合適嗎？

拿新產(chǎn)品去「打」老產(chǎn)品顯然不合適。

也就是說(shuō)，那些開(kāi)口就提特斯拉 FSD 比現(xiàn)在的英偉達(dá)芯片快多少倍，其實(shí)都不懷好意。他們是在暗示特斯拉在此類技術(shù)上取得了巨大突破。

其實(shí) FSD 的計(jì)算性能在當(dāng)下市場(chǎng)上并非一騎絕塵的存在，只能說(shuō)與對(duì)手互有勝負(fù)。

另一個(gè)為了讓外行們「高潮」而被大肆宣傳的巨額數(shù)字，比如特斯拉 AI 芯片上有 60 億個(gè)晶體管。

對(duì)普通人來(lái)說(shuō)，60 億這個(gè)數(shù)字確實(shí)挺唬人，但事實(shí)上市場(chǎng)上早就有搭載 200 億個(gè)晶體管的 GPU 產(chǎn)品了。

同時(shí)，熟悉硬件的人都知道，僅晶體管數(shù)量是無(wú)法比較出芯片性能好壞的，而且還要考慮它們的設(shè)計(jì)用途。

1、初代產(chǎn)品純屬試水

對(duì)芯片設(shè)計(jì)稍有了解的人都知道，初代產(chǎn)品想落地就得經(jīng)過(guò)一段崎嶇坎坷。

首先，有些潛在的 bug 必不可少。任何第一代產(chǎn)品都逃不過(guò)這個(gè)過(guò)程。即使 Musk 也不能免俗，時(shí)間的沉淀才是最好的解藥。

這對(duì)芯片來(lái)說(shuō)也是如此。

由于其硅基結(jié)構(gòu)的更改并不容易，因此大多數(shù)時(shí)候，硬件的問(wèn)題需要用軟件來(lái)修補(bǔ)。工程師也會(huì)對(duì)硬件進(jìn)行相應(yīng)的更改和升級(jí)，不過(guò)這都是迭代多次后的事了。

顯然，放棄了拿來(lái)主義的特斯拉，也必須面對(duì)初代產(chǎn)品帶來(lái)的各種問(wèn)題。

相比之下，市場(chǎng)上的現(xiàn)成產(chǎn)品就穩(wěn)妥得多，畢竟除了原廠工程師，買方也會(huì)參與芯片的整合。

此外，在測(cè)試和驗(yàn)證上，特斯拉目前是形單影只，因此發(fā)現(xiàn)起問(wèn)題來(lái)肯定要慢得多。

2、定制芯片的機(jī)會(huì)成本

想要用好自主設(shè)計(jì)的芯片，還有一大堆問(wèn)題值得注意。

放在特斯拉身上，AI 芯片的成本是第一個(gè)需要考慮的問(wèn)題，如此勞心費(fèi)力真的值得嗎？

在投入資源研發(fā) FSD 時(shí)，Musk 到底付出了多少機(jī)會(huì)成本？

要知道，特斯拉不但要承擔(dān)昂貴的研發(fā)成本，后續(xù)的升級(jí)與改進(jìn)成本也得自己承擔(dān)。在這個(gè)時(shí)代，芯片的升級(jí)進(jìn)化也得日新月異，這并不是什么一錘子買賣。

除此之外，特斯拉還得養(yǎng)著自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。當(dāng)下的自動(dòng)駕駛市場(chǎng)，伯樂(lè)常有而千里馬不常有。即使有人才愿意投靠，也得經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培養(yǎng)。

特斯拉走出這一步到底是對(duì)是錯(cuò)只有時(shí)間能給出答案。Musk 終于能通過(guò) FSD 扼住命運(yùn)的咽喉，特斯拉無(wú)需再仰人鼻息了。

不過(guò)，定制芯片帶來(lái)的一系列蝴蝶效應(yīng)最終還是要他去化解。

對(duì) Musk 來(lái)說(shuō)，這恐怕是一場(chǎng)精心策劃的賭博，同時(shí)也意味著一定程度的妥協(xié)。

3、冗余要求

從曝光的細(xì)節(jié)來(lái)看，特斯拉設(shè)計(jì)的兩顆芯片并行，以保證安全冗余。

如果兩個(gè)「大腦」意見(jiàn)不一，那么現(xiàn)有的駕駛狀況和動(dòng)作規(guī)劃就會(huì)作廢，隨后是下一幀的捕獲與分析。

從表面上來(lái)看，這樣的設(shè)計(jì)比此前的實(shí)時(shí)冗余系統(tǒng)高，但我們還是有許多嚴(yán)肅的問(wèn)題需要考慮。

從好的方面來(lái)說(shuō)，這樣的設(shè)計(jì)確實(shí)能防止車輛「做蠢事」，但從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)也只是將錯(cuò)誤剔除而已。也就是說(shuō)，特斯拉的冗余設(shè)計(jì)也有自己的弱點(diǎn)。

舉例來(lái)說(shuō)，如果問(wèn)題不是只出現(xiàn)一次，而是循環(huán)播放，一刻都不停歇，兩個(gè)「大腦」會(huì)持續(xù)否定對(duì)方，從而一直拖延系統(tǒng)做決定嗎？

想象一下，如果你開(kāi)車時(shí)一直不敢做決定會(huì)出現(xiàn)什么情況，這并不是什么最優(yōu)的駕駛策略。

另一個(gè)值得考慮的是，兩個(gè)「大腦」必須高度統(tǒng)一的設(shè)定。

這就是業(yè)內(nèi)普遍選擇建立一套額外冗余系統(tǒng)的原因，不停重復(fù)的缺陷確實(shí)非常要命。

除此之外，我們還需要一種自我意識(shí)能力，當(dāng)兩個(gè)「大腦」無(wú)法達(dá)成共識(shí)時(shí)，我們要知道其背后的原因。

當(dāng)然，從分歧中找尋那些有價(jià)值信息的能力更為重要，這樣才能提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的決策能力。

許多人贊賞 Musk 的勇氣，認(rèn)為特斯拉敢走出這樣一條路確實(shí)值得尊敬。

不過(guò)，從商業(yè)角度來(lái)看，這樣的選擇明智嗎？這顆芯片到底會(huì)為特斯拉打下百年基業(yè)還是成為埋葬它的墳?zāi)梗?/p>

這是 Musk 押上特斯拉的一場(chǎng)豪賭，特斯拉能否實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)駕駛就在此一舉了。

參考資料： 1. 特斯拉自動(dòng)駕駛 FSD 芯片 NPU 詳解 https://zhuanlan.zhihu.com/p/83810731

2.特斯拉在 Hot Chips 上關(guān)于 FSD 的 PPT 整理 https://t.zsxq.com/uvna6q3

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