專題自2015年成立之初，地平線便前瞻性地決定做邊緣人工智能芯片，這在當(dāng)時(shí)云計(jì)算大行其道的背景下，是一個(gè)反共識(shí)的選擇。地平線是業(yè)界第一家專注于開發(fā)汽車智能芯片的公司。

　　如今，汽車智能化的實(shí)現(xiàn)與功能迭代對高性能汽車智能芯片的需求已成為行業(yè)共識(shí)。與此同時(shí)，除了外界熟知的汽車智能芯片，地平線在創(chuàng)立之初就前瞻性地確定了軟硬融合的技術(shù)路線，面向智能駕駛場景構(gòu)建了強(qiáng)大的軟件算法能力。地平線持續(xù)致力于產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新迭代，開放協(xié)同產(chǎn)業(yè)合作伙伴打造智能汽車生態(tài)。近期，本刊記者與地平線BPU算法負(fù)責(zé)人羅恒展開對話，圍繞智能汽車芯片展開全新探索。

　　地平線BPU算法負(fù)責(zé)人 羅恒博士

　　記者：請您介紹貴司概況、主營產(chǎn)品與技術(shù)及發(fā)展規(guī)模。

　　羅恒：回顧過往，地平線創(chuàng)下多個(gè)重要發(fā)展里程碑，加速助力中國汽車產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型。2017年，地平線推出了中國首款邊緣人工智能芯片;2019年，地平線又先后推出中國首款車規(guī)級(jí)AI芯片——征程2、新一代AIoT智能應(yīng)用加速引擎——旭日2。2020年，地平線進(jìn)一步加速AI芯片迭代，推出新一代高效能汽車智能芯片征程3和全新一代AIoT邊緣AI芯片平臺(tái)旭日3。

　　對于地平線來說，里程碑式的節(jié)點(diǎn)在2021年7月29日，地平線以引領(lǐng)行業(yè)的新產(chǎn)品繼續(xù)開拓汽車智能化新路徑，正式發(fā)布高性能大算力全場景整車智能中央計(jì)算芯片征程5。征程5是地平線繼征程2、征程3之后的第三代車規(guī)級(jí)產(chǎn)品，單顆芯片AI算力最高可達(dá)128 TOPS，真實(shí)AI性能可以達(dá)到1283 FPS(frames per second)，支持16路攝像頭感知計(jì)算，毫秒必爭高效協(xié)同，能夠支持自動(dòng)駕駛所需要的多傳感器融合、預(yù)測和規(guī)劃控制等需求。隨著征程5芯片的發(fā)布，地平線成為業(yè)界唯一能夠覆蓋從L2到L4全場景整車智能芯片方案的提供商。

　　同時(shí)，地平線發(fā)布了一系列基于征程系列汽車智能芯片打造的智能駕駛解決方案，包括Horizon Matrix智能駕駛解決方案以及Horizon Halo車載智能交互解決方案，共同打造多層級(jí)的自動(dòng)駕駛以及持續(xù)進(jìn)化的車載智能交互功能。其中，基于以征程5為核心的整車智能計(jì)算平臺(tái)，地平線發(fā)布集成全場景自動(dòng)駕駛、車載人機(jī)交互和車內(nèi)外聯(lián)動(dòng)體驗(yàn)于一體的Horizon Matrix SuperDrive整車智能解決方案。Horizon Matrix SuperDrive融合47個(gè)傳感器，可互為補(bǔ)充，能夠滿足高速、城區(qū)、泊車以及智能人機(jī)交互等全場景整車智能需求。同時(shí)，地平線擁有自動(dòng)駕駛和車載智能交互的量產(chǎn)級(jí)解決方案，在統(tǒng)一芯片架構(gòu)的基礎(chǔ)上，Horizon Matrix SuperDrive可快速打通車內(nèi)外功能，能夠基于車外路況和車內(nèi)駕駛員狀態(tài)融合判斷主動(dòng)介入;或基于車內(nèi)場景感知和理解動(dòng)態(tài)調(diào)整駕駛策略，從而建立人機(jī)互信，打造智能化、人性化的人車共駕新體驗(yàn)。

　　2020年，地平線正式開啟中國汽車智能芯片的前裝量產(chǎn)元年，成為全球繼Mobileye、英偉達(dá)后第三個(gè)實(shí)現(xiàn)專用ADAS芯片規(guī)?；慨a(chǎn)的廠商。截至目前，地平線征程芯片出貨量已突破100萬片，獲得40多個(gè)前裝量產(chǎn)項(xiàng)目定點(diǎn)。

　　記者：群雄并起的競爭業(yè)態(tài)下，芯片企業(yè)如何保持核心優(yōu)勢?

　　羅恒：科技創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，硬核技術(shù)是科技企業(yè)立身之本。

　　地平線致力于研發(fā)高性能大算力車規(guī)級(jí)芯片。2021年7月發(fā)布的征程5芯片，是地平線繼征程2和征程3開啟中國車規(guī)級(jí)人工智能芯片量產(chǎn)先河之后的第三代車規(guī)級(jí)產(chǎn)品，兼具大算力和高性能。單顆芯片算力最高可達(dá)128 TOPS，真實(shí)AI性能(自動(dòng)駕駛核心負(fù)載——物體檢測任務(wù)，COCO(業(yè)內(nèi)主流檢測數(shù)據(jù)集)精度(mAP)34.6%可以達(dá)到1283 FPS(frames per second)，并且FPS隨編譯器優(yōu)化，后續(xù)還有提升空間。

　　同時(shí)，地平線有深厚的算法基因，既是最懂芯片的算法公司，也是最懂算法的芯片公司。地平線對重要場景中的關(guān)鍵算法趨勢進(jìn)行預(yù)判，前瞻性地將其計(jì)算特點(diǎn)融入到計(jì)算架構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，使AI芯片隨著算法演進(jìn)趨勢，始終能夠保持極高的有效利用率，從而真正意義上受益于算法創(chuàng)新帶來的優(yōu)勢。這一技術(shù)指導(dǎo)思想的集中體現(xiàn)為基于實(shí)際AI算法需求設(shè)計(jì)的BPU，例如：搭載BPU3.0貝葉斯架構(gòu)的征程5可充分匹配高等級(jí)自動(dòng)駕駛的需求，支撐更復(fù)雜的感知以及預(yù)測、規(guī)控功能。

　　地平線已經(jīng)構(gòu)建起了一支算法、軟件和芯片高效協(xié)同的產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)，具備兩方面獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢：一是軟硬結(jié)合，用算法定義芯片并將芯片的性能發(fā)揮到極致;二是以終為始，始終用系統(tǒng)的視角審視其中每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。這使得我們提供給客戶的，不僅有自動(dòng)駕駛芯片，還有開放的算法和軟件支持服務(wù)，我們稱之為“軟硬結(jié)合的開放式解決方案”。

　　基于自研芯片，地平線打造了地平線SuperDrive全場景智能駕駛方案，可支持高速、城區(qū)、泊車全場景自動(dòng)駕駛，其背后基于感知中融合的BEV(Bird's eye view)技術(shù)、基于軟件2.0開發(fā)范式的4D標(biāo)注和預(yù)測都處于行業(yè)前沿，系統(tǒng)領(lǐng)先的算法和軟件能力將幫助合作伙伴更高效的構(gòu)建智能駕駛的閉環(huán)能力。

　　大規(guī)模量產(chǎn)是檢驗(yàn)企業(yè)技術(shù)能力的唯一標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過7年的發(fā)展，地平線在量產(chǎn)落地上也經(jīng)受住了市場的考驗(yàn)，不僅是國內(nèi)首個(gè)，更是唯一一個(gè)實(shí)現(xiàn)了車規(guī)級(jí)人工智能芯片前裝量產(chǎn)的企業(yè)。2020年，地平線正式開啟中國汽車智能芯片的前裝量產(chǎn)元年，實(shí)現(xiàn)從0到1的突破，時(shí)至目前，地平線征程芯片出貨量已突破100萬片，獲得40多個(gè)前裝量產(chǎn)項(xiàng)目定點(diǎn)，攜手合作伙伴實(shí)現(xiàn)從1到N的價(jià)值共探。

　　最后，我很想強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，芯片是大投入、長周期的科技成果，地平線的營收隨著芯片上車在逐漸提升，但芯片的迭代研發(fā)仍然需要很大的投入，除了2021年7月在市場上推出的高性能大算力全場景整車智能中央計(jì)算芯片——征程5，地平線還在定義下一代芯片，只有這樣才能夠保持不斷進(jìn)步和技術(shù)優(yōu)勢。在這種長周期中地平線近兩年仍會(huì)持續(xù)投入、培育，并且我相信，隨著芯片的不斷上車，羊群效應(yīng)會(huì)使地平線的國內(nèi)市場不斷擴(kuò)張，造血能力也會(huì)越來越強(qiáng)，保持不斷的進(jìn)步和技術(shù)優(yōu)勢，形成良性循環(huán)。

　　記者：TOPS已經(jīng)成為車企最常用的算力單位，芯片企業(yè)如何為客戶提供更強(qiáng)有力的算力支持?

　　羅恒：一般所說的TOPS是峰值算力，指的是AI芯片每秒運(yùn)算次數(shù)，通常是指Int 8、FP 32、FP 16的乘法和乘法之后的累加。峰值算力是衡量AI芯片能力重要的指標(biāo)。

　　在峰值算力之外，其實(shí)用戶真正關(guān)心的是實(shí)際運(yùn)行AI算法的性能，這個(gè)通常是指FPS(某個(gè)模型下實(shí)際運(yùn)行時(shí)每可以處理的幀數(shù))、可用算力(FPS*模型理論計(jì)算量)。實(shí)際性能意味著客戶使用芯片究竟能實(shí)現(xiàn)怎樣的應(yīng)用功能和效果。

　　地平線作為一個(gè)新晉的玩家，中國AI芯片領(lǐng)軍企業(yè)，有著自己獨(dú)特的思考。

　　地平線有兩個(gè)觀點(diǎn)，一個(gè)是，算力大，不如“算得快”;一個(gè)是，好芯片更要是“好用”的芯片。

　　一方面，算力更高的芯片帶給客戶的不只是價(jià)值，還有成本。一般來說，芯片的成本與其面積大致成正比，1000 TOPS芯片的成本就是100 TOPS芯片的10倍。因此，芯片算力并不是越高越好，要從性價(jià)比的角度判斷客戶究竟需要多大算力的芯片。另一方面，做企業(yè)必須有效平衡現(xiàn)實(shí)主義和理想主義，不能下意識(shí)地覺得這兩件事一定是矛盾的。在我看來，我們應(yīng)該用極度現(xiàn)實(shí)主義的方法，去努力實(shí)現(xiàn)極度理想主義的結(jié)果。具體來說，地平線肯定會(huì)追求芯片算力的不斷提升，但在量產(chǎn)產(chǎn)品上，我們更注重憑借自身在算力與算法匹配方面的優(yōu)勢，為客戶節(jié)省成本、創(chuàng)造價(jià)值。

　　當(dāng)前智能汽車發(fā)展的核心瓶頸是算力不足，汽車智能芯片成為決定競爭勝負(fù)最重要的籌碼。但受摩爾定律的功耗限制，追求純算力突破并不可持續(xù)，同時(shí)算力也并不代表汽車智能芯片“真實(shí)性能”，芯片計(jì)算效率也同樣需要關(guān)注。正如對于汽車來說，馬力(單位為HP)不如百公里加速時(shí)間(單位為秒)更真實(shí)反映整車動(dòng)力性能，算力(單位為TOPS)并不反映汽車智能芯片實(shí)際性能，而每秒準(zhǔn)確識(shí)別幀率FPS才是更真實(shí)的性能指標(biāo)。

　　何為新摩爾定律?在經(jīng)典摩爾定律時(shí)代，大家用“PPA”指標(biāo)來衡量一顆芯片的性能，即 Power、Performance、Area，對應(yīng)功耗、處理任務(wù)的性能和芯片成本。在AI芯片時(shí)代，需要新的范式來定義性能，即新摩爾定律，可以從幾個(gè)維度來衡量：單位成本下峰值算力、峰值算力的有效利用率，以及有效算力轉(zhuǎn)化為 AI 性能的比率。新摩爾定律最早由地平線提出，目前已逐漸成為業(yè)界共識(shí)。

　　作為一家算法基因很濃的芯片公司，地平線從征程1開始就針對自動(dòng)駕駛場景設(shè)定了獨(dú)特的算法模型，并基于對關(guān)鍵算法發(fā)展趨勢的預(yù)判，前瞻性地將其計(jì)算特點(diǎn)融入到伯努利、貝葉斯等芯片架構(gòu)的設(shè)計(jì)中，從而實(shí)現(xiàn)很高的計(jì)算資源利用效率。通常，GPU在跑深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的時(shí)候，算力利用率有時(shí)會(huì)很低，而地平線的征程3和征程5則有很高的算力利用率。反映出來的就是征程5的每秒準(zhǔn)確識(shí)別幀率(單位為FPS)可以大幅領(lǐng)先GPU。

　　作為面向高等級(jí)自動(dòng)駕駛的專用處理器架構(gòu)，貝葉斯架構(gòu)能夠保證經(jīng)過較長的研發(fā)周期后，征程5芯片在正式推出時(shí)仍然能夠快速適應(yīng)最新的主流算法，并隨著算法的迭代，持續(xù)提供更高的每秒準(zhǔn)確識(shí)別幀率，從而使終端用戶真正意義上受益于算法創(chuàng)新帶來的優(yōu)勢。

　　記者：車輛駕駛過程中，除了保障算力，芯片還要在哪些方面發(fā)揮性能?比如FPS也是業(yè)界談及較多的一點(diǎn)。您認(rèn)為該如何界定與衡量芯片的真實(shí)性能?

　　羅恒：未來的智能汽車就是一臺(tái)四個(gè)輪子上的超級(jí)計(jì)算機(jī)，其中最核心的器件就是汽車智能芯片，是智能汽車的數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)。而制約當(dāng)前智能汽車發(fā)展的核心瓶頸就是汽車智能芯片的算力不足，算力就好比智能汽車的腦容量，自動(dòng)駕駛每往上走一級(jí)，所需要芯片算力就要翻一個(gè)數(shù)量級(jí)，要實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛，我們需要在四個(gè)輪子上搭載天河二號(hào)級(jí)別的計(jì)算能力。

　　當(dāng)前智能汽車發(fā)展的核心瓶頸是算力不足，汽車智能芯片成為決定競爭勝負(fù)最重要的籌碼。受摩爾定律的功耗限制，追求純算力突破并不可持續(xù)，同時(shí)算力也并不代表汽車智能芯片“真實(shí)性能”，芯片計(jì)算效率也同樣需要關(guān)注。

　　在我看來，鋪物理算力并不真正產(chǎn)生用戶價(jià)值，物理算力峰值計(jì)算效能等于晶體管數(shù)目乘以主頻，這個(gè)由芯片生產(chǎn)商決定，也即車企的成本;真正的價(jià)值應(yīng)該在于最先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在芯片上面能夠跑多快，也即真實(shí)AI性能。

　　地平線認(rèn)為，評估芯片AI性能，本質(zhì)上應(yīng)該關(guān)注做AI任務(wù)的速度和精度，即“多快”和“多準(zhǔn)”。而地平線提出的MAPS評測方法關(guān)注真實(shí)的用戶價(jià)值，將每顆芯片在“快”和“準(zhǔn)”這兩個(gè)關(guān)鍵維度上的取舍變化直觀地展現(xiàn)出來，并在合理的精度范圍內(nèi)，評估芯片的平均處理速度。

　　MAPS的度量單位是FPS，全稱為Frame Per Second，即“每秒鐘可準(zhǔn)確識(shí)別多少幀”。更高的FPS，代表著更快速的感知、更低的延時(shí)，這意味著更高的安全性能和行駛效率。顯然，與TOPS相比，F(xiàn)PS是一個(gè)更有價(jià)值的性能指標(biāo)。

　　MAPS其實(shí)是在物理算力的基礎(chǔ)上，通過對大量模型的測試，綜合各個(gè)模型的速度(FPS，每秒處理幀率)和準(zhǔn)確率得到的最佳方案的量化結(jié)果。它更聚焦于使用戶能夠通過可視化的圖表直觀地感知AI芯片的真實(shí)算力。

　　在體現(xiàn)芯片的真實(shí)AI性能的同時(shí)，MAPS評測方法還留有最大的優(yōu)化空間。這里的“優(yōu)化空間”，意思是指即便是一顆芯片出廠以后，它的實(shí)際性能FPS仍有可能提升，因?yàn)樗惴ㄔ谕把葸M(jìn)，而隨著算法不斷演進(jìn)，算法的精度或者速度也能夠有所提升。這樣的話，就使得這個(gè)芯片的FPS得到持續(xù)提升。

　　隨著汽車電子電氣架構(gòu)從分布式ECU架構(gòu)進(jìn)階到域架構(gòu)，最終到中央計(jì)算機(jī)架構(gòu)，汽車也將進(jìn)入全場景整車智能時(shí)代，智能汽車計(jì)算架構(gòu)也將從傳統(tǒng)的編程，用邏輯、用流程主導(dǎo)的1.0時(shí)代走向以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)為代表的軟件2.0時(shí)代。中央計(jì)算架構(gòu)對整車計(jì)算性能也提出了更高的要求。

　　記者：安全在任何領(lǐng)域都至關(guān)重要，如何確保芯片對于信息安全的支持?眾多芯片供應(yīng)商都具備系統(tǒng)化解決方案，并促成汽車E/E架構(gòu)的簡化，貴司是否也推出了綜合性方案?

　　羅恒：傳統(tǒng)汽車使用的分布式ECU計(jì)算架構(gòu)需要大約50~150顆MCU，對應(yīng)的芯片種類也特別多，而且大都是基于成熟工藝的芯片，沒法充分利用新的工藝制程帶來的高階產(chǎn)能。如果把主機(jī)廠所需要管理的所有芯片型號(hào)加起來，更是超過1000種，可以說，不改變汽車電子電氣架構(gòu)(EEA)，芯片供應(yīng)鏈的安全就很難以保證。

　　從技術(shù)上講，靠增加ECU的數(shù)量來提升汽車的智能，已經(jīng)難以為繼。當(dāng)前智能汽車正在掀起一場電子電氣架構(gòu)變革，從分布式計(jì)算架構(gòu)往集中式的計(jì)算架構(gòu)演進(jìn)。當(dāng)前的演進(jìn)重點(diǎn)是域控制器架構(gòu)，但從終局來看，集中式的計(jì)算架構(gòu)打造的是一個(gè)高性能的中央計(jì)算平臺(tái)。

　　正如生物的智力進(jìn)化史一樣，從低等生物到高等生物，對應(yīng)的是神經(jīng)元的持續(xù)集中化，并最終進(jìn)化出了大腦;計(jì)算集中化也讓汽車的智能得到質(zhì)的提升。

　　汽車電子電氣架構(gòu)將由分布式ECU架構(gòu)向域架構(gòu)、中央計(jì)算架構(gòu)發(fā)展，而所需要的芯片數(shù)量也呈數(shù)量級(jí)減少?，F(xiàn)在這么多的小芯片、上百個(gè)MCU，隨著電子電氣架構(gòu)向中央計(jì)算架構(gòu)發(fā)展，最后走向中央計(jì)算，汽車所需要的芯片數(shù)量將大大減少，MCU、CPU都可以整合到高性能的SoC當(dāng)中。屆時(shí)，整個(gè)供應(yīng)鏈管理要簡單得多，效率也要高得多。

　　所以，地平線也提出了一個(gè)觀點(diǎn)：芯片缺貨的終極解決之道——計(jì)算集中化。

　　記者：貴司與哪些汽車品牌展開了合作?這些年，主機(jī)廠對于搭載芯片的需求是否發(fā)生了變化?它們在哪些方面提出了更高的要求?

　　羅恒：憑借強(qiáng)大、可靠的技術(shù)實(shí)力，地平線目前已同(按照首字母排序)奧迪、比亞迪、長安汽車、長城汽車、東風(fēng)汽車、廣汽集團(tuán)、紅旗、江汽集團(tuán)、理想汽車、奇瑞汽車、上汽集團(tuán)等主機(jī)廠達(dá)成深度合作，快速搭建開放共贏的智能汽車芯生態(tài)。

　　同時(shí)，基于征程5，上汽集團(tuán)、長城汽車、江汽集團(tuán)、長安汽車、比亞迪、哪吒汽車、嵐圖汽車眾多汽車廠商已經(jīng)與地平線達(dá)成征程5芯片首發(fā)量產(chǎn)合作意向，并與理想汽車達(dá)成基于征程5的預(yù)研合作，加快推動(dòng)高等級(jí)自動(dòng)駕駛功能的普及上車。

　　地平線征程2、征程3芯片在2021年加速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車，助力車企實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛和車載智能交互體驗(yàn)的升級(jí)。截至目前，地平線征程芯片出貨量已突破100萬片，廣泛搭載至多家主流車企的明星車型。

　　記者：芯片技術(shù)下一步發(fā)展方向會(huì)在哪里?遠(yuǎn)矚未來，企業(yè)如何面對新一輪機(jī)遇與挑戰(zhàn)?

　　羅恒：隨著汽車智能化的發(fā)展，現(xiàn)在對AI計(jì)算的需求高漲。汽車是四個(gè)輪子上的計(jì)算平臺(tái)——最大的母生態(tài)，會(huì)誕生Intel、微軟級(jí)別的企業(yè)。未來智能汽車，會(huì)像PC時(shí)代，不斷升級(jí)，形成10年以上周期的發(fā)展路徑。

　　地平線是一家算法基因的公司，與別家企業(yè)做AI芯片的最大不同是我們認(rèn)為算法是動(dòng)態(tài)的、不斷變化的，我們隨時(shí)都在預(yù)估未來的趨勢，同時(shí)，我們又是一家芯片公司，并不僅僅看算法本身，更看重算法對計(jì)算架構(gòu)的影響。所以基于軟硬結(jié)合，我們用算法定義芯片并將芯片的性能發(fā)揮到極致。

　　當(dāng)前商業(yè)模式，地平線堅(jiān)持底層賦能，定位Tier 2，以芯片+算法+工具鏈+開發(fā)平臺(tái)為核心，開放賦能，支持合作伙伴開發(fā)有競爭力的智能駕駛解決方案，總結(jié)起來就是我們的戰(zhàn)略slogan——AI on Horizon, Journey Together。

　　AI on Horizon，就是通過底層的人工智能處理器進(jìn)行開放的賦能，提供豐富的工具鏈，提供強(qiáng)大的服務(wù)，使得我們的客戶、我們的合作伙伴能夠在芯片之上去構(gòu)建它的產(chǎn)品、構(gòu)建它的應(yīng)用、提供它的服務(wù)。而貫穿在其中精神內(nèi)涵，就是Journey together，一路成就客戶，因?yàn)槲覀兿嘈胖挥幸猿删涂蛻糇鳛樾叛龅钠髽I(yè)才能夠獲得越來越多的社會(huì)的支持，才能不斷地往前發(fā)展。在底層哲學(xué)上，我們深刻地相信，只有充分開放，才能真正地成就客戶，只有把我們的AI芯片、工具鏈乃至所有的資源都開放出來，讓我們的客戶不光能打造無與倫比的產(chǎn)品，而且能夠?qū)崿F(xiàn)充分的差異化，使他們在市場上有差異化的競爭力。

　　未來商業(yè)模式將進(jìn)一步開放，余凱博士在近期的百人會(huì)高層論壇的演講中也提出，“讓開放更開放”，地平線將向部分整車廠開放BPU IP授權(quán)，推動(dòng)汽車芯片產(chǎn)業(yè)躍遷。我們幫助車企自主設(shè)計(jì)開發(fā)芯片，提升差異化競爭力，在加快芯片研發(fā)速度的同時(shí)，大幅降低研發(fā)投入。