除了Tesla,还没有哪个车厂真正推出其自己的芯片。然而,这并没有抑制OEM自研芯片的强烈欲望。芯片供应商是否仍然可以提供车厂想要但自己还没有的东西?代价是多少?或者,车厂的美好愿景是否正在将芯片公司引入一个深渊?
随着OEM忙于处理芯片供应链问题,自研芯片的兴趣逐渐减弱了。他们在2027年前实现自动驾驶的梦想也已经成为过去。
现在,取代自动驾驶的是整个行业对软件定义汽车的追捧。OEM现在开始思考,如果在新时代下汽车的真正价值在于软件,那么他们就不应该只是在Tier 1选择的硬件基础上层层叠加自己的软件。
西门子电子设计自动化全球销售执行副总裁Mike Ellow最近表示,车厂从当前状态到开发自己的芯片是“相当大的跳跃”。不过,他表示,他看到汽车设计师对“进行更多的架构探索”越来越感兴趣。在思考未来汽车的架构时,他们已经意识到,他们不想看到自己的软件因别人的硬件设计缺陷而受到影响。车厂正在扭转这种情况。他们想按自己的方式运行软件。
因此,这种趋势反过来迫使车厂要求芯片公司加速采用RISC-V,升级AI推理硬件,并努力开发chiplet。即使他们还没有推出自己的芯片,车厂也会更加积极地制定汽车芯片行业的技术议程。
RISC-V上车
这一趋势的一个明显标志是,前不久Infineon、Nordic、NXP、Bosch和Qualcomm五家领先的芯片公司宣布在德国组建一家合资公司(JV),寻求“单一来源,以实现基于RISC-V的兼容产品”。
理解这个JV的第一个关键是它计划“提供参考架构并帮助建立行业标准”。车厂希望主要的芯片供应商拥有专门为他们的行业定制的RISC-V指令集架构,而不是遵循Arm为汽车行业提供的“高效、可扩展的处理器技术”的路线图。
AI硬件投资
其次,汽车行业继续投资于AI硬件初创公司。尽管在2023上半年风投社区对AI处理器初创公司的热情有所减退,但现代汽车集团上周宣布将向Tenstorrent投资5,000万美元。
现代和起亚分别投了3,000万美元和2,000万美元。现代汽车集团的发言人表示,之所以选择 Tenstorrent,因为它拥有“有竞争力的IP和对整体产品路线图的清晰视野”。Tenstorrent的IP包括基于RISC-V内核的CPU和NPU。
对于现代汽车来说,Tenstorent的吸引力之一当然是“有机会与芯片行业的传奇人物Jim Keller合作”。但发言人也明确表示,现代集团的意图是利用Tenstorrent的技术为未来的车型“开发优化的芯片”。
汽车行业在AI硬件初创公司的投资上一直很稳定。通用、宝马、沃尔沃、上汽和奥迪都有自己的风投部门。其它公司,比如大众集团的子公司,也直接投资AI初创公司。
另外,车厂也正在推动芯片设计师加速chiplet的开发。
Chiplet,SoC的升级之路
Tenstorrent的CCO David Bennett曾经说过,“我们几乎所有的客户都非常希望看到chiplet可能带来的潜在好处。”在看到Tesla通过OTA取得的成就后,许多OEM希望解决硬件的升级难题。
Bennett观察到,“我认为,车厂正在将chiplet作为一种在其SoC中提供升级的方式,而无需重新设计一切。”
为了响应行业需求,Tenstorrent全力以赴地投入到chiplet中。Bennett表示,Tenstorrent的独立机器学习芯片Black Hole即将推出,这将是他们最后一款传统的SoC。“今后,我们的Quasar设计和我们公开讨论过的Grendel,肯定都会基于chiplet。”
异构计算:AI与Chiplet的交汇
随着车厂在未来的车辆中堆积自动驾驶功能,更复杂的处理器将不可避免。
Untether AI的产品副总裁Bob Beachler提到了汽车架构对“异构计算”日益增长的需求。“如果一辆车有20个不同的传感器阵列,LiDAR、雷达和各种光学传感器,它很快就会面临传感器融合问题。”他说。进一步地,“如果它要在多种不同的神经网络上运行融合,以更好地了解自己的周围环境,那真的需要更多异构计算架构。”
Beachler解释说,“你有传感器融合计算、用于路径规划和决策制定的CPU,以及运行神经网络并提供结果的AI推理加速芯片。”
如今的半导体行业在SoC中以2.5D封装实现异构计算架构,他们希望未来在chiplet中实现。
与Tenstorrent不同,Untether AI对chiplet成为汽车行业的实际选择的期望更为保守,时间表为五年。
尽管如此,Beachler承认chiplet对车厂有吸引力,有两个原因:它们可以增加计算密度,并在更小的尺寸中带来更低的功耗。“现在,如果你想为你的车辆增加更多的算力,你要在后备箱里放上一个带有PCI Express卡的服务器。”那会增加很大功耗。
谨慎态度
车厂对RISC-V、AI和chiplet的未来充满了希望。但是,任何人都不该低估使这些新技术商业化的挑战。
以RISC-V为例。尽管有明显的行业趋势,但一些行业观察者仍持怀疑态度。从EDA、编译器、调试器和工具的角度看,RISC-V“仍然不成熟”,尤其是对于“面临实际应用案例的软件开发者”而言。不成熟历来与汽车行业互不相容。
至于chiplet,Untether AI的Beachler指出,成本问题可能非常大,这是chiplet的推广者似乎忽视的一点。他们认为只要有KGD(known good dies),chiplet应该比SoC更便宜。
然而,Beachler说:“他们忘记了他们仍然需要测试。测试die与测试封装器件是不同的。”他说,另一个问题是,“谁来制造大量基于chiplet的基板,让我把HBM(High Bandwidth Memory)、CPU和AI加速器放进去?基板的成本是多少?……一旦他们把所有东西放在一起并进行测试,我的良率是多少?”
Beachler强调,最大的挑战是,不存在Chiplet A可以自动与Chiplet B协同工作。
尽管行业正在努力开发如UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express)这样的标准化互连技术,但有些公司选择了BoW(Bunch of Wires)。还有一些正在部署自己的UCIe版本。
Beachler解释到,事实很简单,为高性能计算开发异构chiplet计算架构的开发者“拥有所有这些chiplet”,并且“他们自己实现这些互连”。
Tenstorrent的Bennett说:“像AMD这样的公司确实证明了chiplet可以非常有价值。但是,一旦实现了不同客户的chiplet之间的互操作性,chiplet可以更有价值。”
虽然Bennett承认行业趋势似乎是围绕UCIe进行整合,但Bennett指出,“第一版将是混乱的,这是毫无疑问的。”
Bennett说,Tenstorrent目前的策略是“与初创公司和大公司一起工作”来“共同模拟和达成一个标准,尽管这不会是UCIe或BoW或我们选择的其他官方标准”。简而言之,Tenstorrent现在的任务是推动其合作伙伴之间开展合作。
RISC-V、AI和chiplet的市场趋势都是真实的。新老汽车芯片供应商都在竞相发布车厂想要听到的好消息。然而,最先实现这一目标的公司并不会赢太多。建立RISC-V、AI和chiplet背后所需的生态系统需要整个社区的努力。终点问题是谁拥有正确的工具、合作伙伴关系以及来自车厂的信任,将所有这些OEM的梦想变为现实。