地平线余凯：车规级 AI 芯片，引领汽车驶向超级计算机时代

2019 年 9 月 4 日 HorizonRobotics

在近期的 2019 世界人工智能大会上，地平线创始人兼 CEO 余凯正式宣布量产面向智能驾驶的征程二代芯片。征程二代的发布正式填补了中国在车规级 AI 芯片领域的空白，也补齐了国内自动驾驶产业生态建设的关键环节。

9月3日，全球 IC 企业家大会暨第十七届中国国际半导体博览会在上海召开，余凯受邀大会主论坛发表主题为《车规级AI芯片，引领汽车驶向超级计算机时代》的演讲，这也是继宣布正式量产中国首款车规级 AI 芯片后，余凯首次公开深度解读地平线未来“芯”路。一个小时的演讲中，余凯从车载人工智能计算挑战、边缘AI芯片应用、车规级AI芯片研发落地等方面分享了其对人工智能时代边缘计算趋势的洞察，并阐述了地平线车规级 AI 芯片研发和落地的产业布局。余凯表示，地平线将继续坚持底层赋能者的定位，通过芯片开放赋能，助推自动驾驶时代早日到来。

以下为余凯演讲观点整理——

人工智能普惠时代到来，为各行各业不断创造了新价值的同时也带来了新挑战。伴随着 AI 商业化进程，数据节点将呈现爆发式的增长，智能设备数量将会数倍于全球总人口数，可以预见的是，终端数量激增和海量数据计算将会是未来最关键的挑战。5G 将会加快信息传播速度，但却无法从根本上解决数据节点的“堰塞湖”现象，这就为边缘计算带来了广阔的发展空间。

以自动驾驶为例，人们对实现这一技术落地的首要前提就是安全性，但这需要基于庞大的数据处理处理量，同时需要保障数据处理的高精度、低延时性、低成本、脱敏合规。毫无疑问，自动驾驶是车载人工智能计算最具想象力的场景，目前行业的关注点也都集中在 L4 级、L5级等高级别自动驾驶。

L3 级自动驾驶作为当前与未来的转折点，连接着规模化量产的辅助驾驶与高级别自动驾驶，却存在着大量的市场空白。而事实上，人工智能计算在自动驾驶到来前夕，更多的是承担提升司机驾驶的安全性与体验的辅助角色，如监测司机行为的 DMS、更自然的多模人机交互技术、更精准的高精度地图建图与定位。在辅助驾驶已成为标配的今天，边缘计算正渗透在汽车产业链各个环节，赋能人们的驾驶出行。

而在高级别自动驾驶的应用中，一辆自动驾驶车辆平均每天产生 600-1000 TB 的数据计算，仅 2000 辆自动驾驶车辆产生的数据量超过 2015 年我们整个文明一天数据用量，大规模设备端部署需要成本效率。根据摩尔定律，这一发展过程推动的不仅仅是 IP 层，还有人工智能层。如果摩尔定律继续，我们就能用较低的成本购买到等同于大脑的算力。无人驾驶进一步智能化，亟需更强大的边缘 AI 处理器。

无论是填补当前市场空白，还是打好未来自动驾驶落地战，边缘 AI 芯片都将发挥关键先生的作用，也因此地平线征程二代芯片的宣布量产受到了汽车产业圈关注。

中国首款车规级AI芯片——征程二代

征程二代芯片搭载自主创新研发的高性能计算架构 BPU 2.0（Brain Processing Unit）,可提供超过 4 TOPS 的等效算力，典型功耗仅 2 瓦，且具有极高的算力利用率，典型算法模型在该芯片上的利用率可以高于 90%，能够高效灵活地实现多类 AI 任务处理，对多类目标进行实时检测和精准识别，可全面满足自动驾驶视觉感知、视觉建图定位、视觉 ADAS 等智能驾驶场景的需求，以及语音识别，眼球跟踪，手势识别等智能人机交互的功能需求，充分体现 BPU 架构强大的灵活性，全方位赋能汽车智能化。

地平线的 AI 芯片随着算法的演进趋势，始终能够保持相当高的有效利用率，从而真正意义上受益于算法创新带来的优势。

在能效比和开放性方面，征程二代具备显著优势。打造极致的 AI 能效是地平线芯片设计的核心理念。基于这一理念，征程二代芯片具备极高的算力利用率，每 TOPS AI 能力输出可达同等算力 GPU 的 10 倍以上。与此同时，征程二代还可提供高精度且低延迟的感知输出，满足典型场景对语义分割、目标检测、目标识别的类别和数量的需求。征程二代全面开放，可提供从参考解决方案，到开放的感知结果，再到芯片及工具链的基础开发环境，并可依据客户的不同需求提供不同层次的产品交付和服务。

Horizon OpenExplorer 将助力客户真正实现快速产品落地

伴随征程二代芯片正式量产，地平线 AI 芯片工具链 Horizon OpenExplorer（地平线“天工开物”）也正式亮相。Horizon OpenExplorer 包含面向实际场景进行 AI 算法和应用开发的全套工具。模型训练工具、检查验证工具、编译器、模拟器、嵌入式开发包等悉数亮相，工具链中还有参考模型样例、参考整体软件方案支持客户快速产品落地。

车载 AI 芯片对算力、功耗、可靠性以及时延等都有非常苛刻的要求，行业壁垒极高。自动驾驶作为车载 AI 芯片的典型应用，事关生命安全，整个系统必须保证在任何时候都要可靠工作，并及时响应。正因为开发难度极高、开发周期长，且需经过严苛的研发、制造、封装、测试和认证流程，车载 AI 芯片的开发才被认为是公认的硬科技、长跑道创新。

作为全球最早聚焦边缘 AI 芯片方向，也是中国最早成立的 AI 芯片公司，地平线在开发征程二代芯片的过程中，遇到过无数全新的挑战。征程二代的面世并获得客户订单，显示出地平线已经建立了相当程度的先发优势，但依然需要在这个赛道上专注耕耘，带着敬畏之心，踏踏实实做好每一个环节。车规级芯片“需要有超强的耐力、耐得寂寞才能把这件事情做好”，因此地平线为征程系列车规级 AI 芯片规划了完备的研发路线图。

地平线为征程系列车规级AI芯片规划了完备的研发路线图

地平线在征程二代从设计之初就严格按照汽车电子可靠性标准 AEC-Q100 的要求进行，而在明年，地平线将正式推出搭载高性能计算架构 BPU 3.0、符合 AEC-Q100 和 ISO 26262 车规级标准的征程三代芯片。除了新一代 BPU，征程三代芯片还含有多核 CPU，CV 处理器，它们相互配合，完成异构计算，强大的性能可以完成对 8 路以上视频输入的感知处理，达到自动驾驶场景性能最优，功能安全在系统上达到 ASIL-D，并有 Security 保护机制，为自动驾驶护航。

此外，征程三代之后的下一代 SoC 芯片也规划中，预计将采用更先进的 7 纳米工艺。主要应用场景为 L4 以及更高级别的自动驾驶，可支持最多 12 路视频输入，算力高达 100+TOPS，而功耗仅为 25W 左右。围绕能效比这一核心点，地平线车规级 AI 芯片正努力跨过一座座山峰，最终实现攀登珠穆朗玛峰的目标。

地平线打造的征程二代芯片，是在百年汽车产业变局的转折点上，承前启后助推产业转型的重磅武器，也是地平线在计算变革的时代交出的一份阶段性答卷。征程二代所积累的技术，不仅将用于车端的边缘计算，还将用于物联网的边缘计算，赋能更广泛的人工智能应用，地平线会在不久的将来，推出面向物联网边缘计算的 AI 芯片以及解决方案。