小鵬自研智駕芯片：面向L4+AI大模型，集成40核+NPU+ISP

新能源汽車時代，車企自研芯片的路線，盡管目的各不相同，但已經(jīng)成為新勢力車企的共識。最早從比亞迪為了供應(yīng)鏈自主化而自研MCU、功率模塊等，到零跑在2020年就推出的智駕芯片凌芯一號（雖然沒有繼續(xù)迭代的消息），再到蔚來的激光雷達(dá)主控芯片“楊戩”和高階智能駕駛芯片“神璣”NX9031，在智能化時代，自研芯片的目的更多是在于提高自研智駕方案的效率以及降低智駕算力成本。

理想和小鵬也早在2020年左右就有消息傳出開始組建芯片團(tuán)隊，而在最近小鵬汽車十周年活動上，何小鵬終于首次公布了小鵬自研智駕芯片的一些細(xì)節(jié)。

小鵬圖靈芯片：40核、面向L4，為AI大模型定制

何小鵬在小鵬汽車十周年活動上表示，小鵬自主設(shè)計的智駕芯片“圖靈”在8月23日流片成功，相比現(xiàn)有的使用的芯片，圖靈芯片一顆性能與三顆一樣。何小鵬還表示，絕大多數(shù)的智駕芯片設(shè)計的時候考慮了多樣性和通用性，而圖靈芯片是定制的，專為小鵬的自動駕駛大模型設(shè)計。

關(guān)于芯片的詳細(xì)參數(shù)，目前小鵬透露的包括：40核處理器、最高可運(yùn)行30B大模型參數(shù)、2個自研NPU、采用DSA集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特定領(lǐng)域架構(gòu)、2個獨(dú)立圖像ISP（一個用于AI感知、一個用于圖像合成），并且?guī)в歇?dú)立安全島。

這里的40核處理器包含了各種CPU、GPU等多個核心，比如安全島一般也是采用到Cortex-R52鎖步核心。由于這顆汽車SoC是用于智駕系統(tǒng)中，因此對SoC以及整個系統(tǒng)的功能安全要求非常高，需要對系統(tǒng)中的各個模塊進(jìn)行實時監(jiān)控、故障檢測、安全通信等功能。

一般來說，要通過ASIL D的車規(guī)認(rèn)證，都需要集成或外置一個安全島，也就是前面說到的Cortex-R52核心。從市面上其他智駕SoC的架構(gòu)來看，安全島有時候是直接集成為一顆MCU島，這個集成在SoC中的MCU，包含鎖步核心之外，還有獨(dú)立的時鐘、內(nèi)存、看門狗等模塊。

算力方面，目前小鵬主流的產(chǎn)品線采用英偉達(dá)DRIVE Orin平臺，中低配為單核254TOPS，圖靈芯片是現(xiàn)有的三倍即762TOPS。不過理論算力也不一定等于實際性能，所以個人更傾向于理解為：小鵬采用圖靈芯片跑自己算法的性能是單核DRIVE Orin的三倍。

AI大模型方面，圖靈最高可以運(yùn)行30B參數(shù)的大模型，按照大模型占用的顯存計算，30B大模型大概需要占用20G顯存空間，當(dāng)然SoC還需要更多的任務(wù)，實際內(nèi)存肯定會比20G高不少。

另外值得一提的是，小鵬圖靈芯片中還集成了兩個ISP，一個用于AI感知，一個用于圖像合成。此前我們在《智能駕駛需要怎樣的ISP？》一文中提到，對于機(jī)器視覺來說，是否真的需要經(jīng)過處理后的圖像，在業(yè)界也有一些討論，尤其是ISP的處理需要時間，去掉ISP后甚至還能降低一點延遲。

這里的邏輯是，為了給人眼看到更好的畫面，在ISP處理的過程中很多對機(jī)器視覺有用的數(shù)據(jù)也被處理掉了，省略ISP處理可以保留更多對機(jī)器視覺有用的原始數(shù)據(jù)。馬斯克曾表示每個攝像頭經(jīng)過ISP處理會產(chǎn)生1.5到1.6毫秒的延遲，因此希望去掉ISP。當(dāng)然也有學(xué)者認(rèn)為，現(xiàn)有的圖像傳感器去掉ISP后，會給算法識別帶來很多新困難。

目前從整個自動駕駛行業(yè)來看，ISP依然是必須的，包括特斯拉也并沒有完全去掉ISP。而今年蔚來發(fā)布的“神璣”NX9031中同樣帶有ISP，在發(fā)布會上甚至還放出了ISP處理的攝像頭畫質(zhì)對比。這也說明目前在智能駕駛是否去掉ISP的議題上，國內(nèi)廠商選擇的路線是選擇更好更強(qiáng)的ISP，以應(yīng)對目前車載攝像頭像素往800萬-1700萬發(fā)展的趨勢。