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特斯拉的自动驾驶黑科技是靠什么硬件实现?

驱动中国2020年6月29日消息   此前,在国产版特斯拉车主发现,自己新买的特斯拉随车环保信息清单上的整车控制器型号与车辆实际装载的硬件型号不匹配——清单标注的整车控制器型号为HW3.0(代码为1462554),亦即去年4月份发布的那款"史上最佳自动驾驶芯片",而车辆实际搭载的硬件型号却是HW2.5(代码为1483112)。遂将这一情况发到了微博上。当时就引发了一波对于特斯拉国产减配的质疑。那么特斯拉的HW3.0和HW2.5究竟有什么区别呢?

近年来,车载芯片的地位开始变得越发重要,因为其算力是支撑驾驶员辅助、自动驾驶和主动安全功能的中流砥柱。因此许多OEM商与一级供应商开始用摄像头、雷达、LiDAR等传感器武装车辆,帮它们获知周边环境信息。传感器采集的所有信息都要汇集到一起,这时就需要一个算力强大的控制单元。HW2.5硬件使用的是英伟达定制的DrivePX2计算平台,而HW3.0则是特斯拉自己专门为FSD打造的新计算平台,就性能而言,HW3.0的自动驾驶芯片拥有每秒2300帧的图像处理能力,是HW2.5的21倍,计算能力提升了大约7倍。同时,HW3.0的能耗只有HW2.5的1.25倍。可以说HW3.0强大的性能为之后自动驾驶的升级打下了坚实的基础。

在Model3上,特斯拉标配了8颗摄像头,1颗雷达和12颗超声波传感器。至于激光雷达LiDAR,出于成本原因,特斯拉并不打算采用。8颗摄像头,能为Model3提供360度视野,探测半径250米。12颗超声波传感器则是视觉系统的补充。两套传感器相结合,相对于此前系统精确度大幅提高。除此之外,Model3的传感器套装还整合了处理能力增强版的前视雷达系统。它能为车辆提供额外的环境数据,同时在雨雾、沙尘等天气充当安全冗余。车头3颗摄像头负责前方视野,与雷达形成互补。这3颗摄像头技术特性并不相同,其中充当主摄那颗探测距离达到250米,但视场很窄,其他2颗探测距离分别为150和60米,但视场要宽上不少。另外5颗摄像头则负责监控车辆侧面和后方,其探测距离可达100米。12颗超声波传感器能在任何速度下稳定工作,控制车辆盲区。这些数据还可以被用于Autopilot的车道变线。

这8颗摄像头均为120万像素,均是2015年的产品。他们分辨率不算高,但优点是价格便宜。特斯拉的三摄系统用了OnSemiconductor的120万像素AR0136ACMOS传感器,单个像素尺寸为3.75μ。类似的采埃孚的S-Cam4三摄系统搭载了Omnivision的COMS传感器与Mobileye的EyeQ4视觉处理器。特斯拉的前视三摄模组则将所有CMOS放在了一块PCB上,而采埃孚则分置于不同PCB。因此不考虑效果,单从成本上来说,特斯拉的方案要更低。

特斯拉Autopilot系统的信息处理是在自研的液冷双核计算平台上进行的,它们被安置在两块PCB上,但整合进了一个模组。新的计算平台整合了负责中控信息娱乐的ECU与AutopilotECU,而在HW2.5时代,Autopilot用的还是英伟达的SoC与GPU。尽管自研了FSD,特斯拉还是要用到英伟达的GPU,英特尔的处理器,恩智浦与英飞凌的微控器,镁光、三星的闪存以及意法半导体的音频放大器。在HW2.5时代,特斯拉整合了两块英伟达SoC,一块英伟达PascalGPU和一块英飞凌的TriCoreCPU。到了HW3.0时代,特斯拉则用上了两块自研SoC,两块GPU,两块神经网络处理器和一块锁步CPU。同样的体积下,特斯拉在HW3.0里塞进了4746个零部件,比HW2.5多了65个零部件。制程方面,特斯拉的自研SoC为14nm,与HW2.5时代英伟达的16nm相比稍有改进,但基本处于同一代水平。

目前在汽车行业,自行设计芯片搭载在自家车上的做法已经很少见了。因为这样做的风险太大了。现在的汽车市场并不像从前那样火热,如果没有足够的销量支撑,自掏腰包设计芯片只用于自己的车就会得不偿失。但同时,花大价钱自己定制芯片也有一个好处,那就是能将成本压到非常低。这样整车成本也会更低,而利润会更高。比如手机行业中的苹果华为,凭借自己设计的芯片能在同行的激烈竞争中获得更大的收益。过去几年里,车辆整合的电子元器件越来越多,而英伟达和英特尔这样的领军厂商并没有薄利多销。如果不愿将利润拱手让人,恐怕自行研发芯片才是将命运掌握在自己手中的最好方法。

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