中国首款车规级自动驾驶芯片发布：全面开放、算力超GPU 10倍
征程二代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。
文丨AutoR智驾诺一
中国首款车规级AI芯片来了。
今天（8月30日）在上海人工智能大会期间，边缘人工智能芯片企业地平线正式宣布量产中国首款车规级人工智能芯片——征程二代。
征程二代是地平线自动驾驶芯片“征程”迭代款，该芯片搭载了地平线自主创新研发的高性能计算架构BPU2.0（Brain Processing Unit）,可提供超过4 TOPS的等效算力，典型功耗仅2瓦。
发布会上，地平线创始人&CEO余凯表示：“车载AI芯片是人工智能行业的珠穆朗玛，也是自动驾驶实现大规模落地的前提。此次地平线率先推出首款车规级AI芯片不仅实现了中国车规级AI芯片量产零的突破，也补齐了国内自动驾驶产业生态建设的关键环节。”
可以说，这是一款从设计之初就完全按照车规级打造的芯片。
先简单介绍一下什么是车规级芯片，与普通芯片不同，车规级芯片需要应对海量技术和复杂场景，具体有三大痛点考验车载AI芯片的性能：毫米级延时、大数据量计算、低成本高效率。
基于此，地平线打造的车规级AI芯片在满足毫米级延时、大数据量计算、低成本高效率的基础上可以实现四大智能驾驶应用场景，视觉感知辅助驾驶、高级别自动驾驶、众包高精地图与定位和智能人机交互。
其中，智能驾驶应用场景为目前核心能力。
地平线征程二代核心参数：
征程二代搭载地平线自主创新研发的高性能计算架构BPU2.0（Brain Processing Unit）,可提供超过4 TOPS的等效算力，典型功耗2瓦，通过车规级AEC-Q100验证，TSMC 28nm HPC+工艺，17*17mm BGA封装。
其中，典型算法模型的算力利用率大于90%、配合高效的算法TOPS算力可以处理的帧数可达同等算力GPU10倍以上，对于感知可靠性识别精度大于99%，延迟小于100毫秒，感知丰富性上，像素级语义分割，超过60个分类，每秒目标识别数量超过2000个。
同时，征程二代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。
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，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。
地平线征程二代芯片效率为什么高吗？
其核心是首重效能、兼顾灵活的BPU，对此地平线采用的做法是吸收经典芯片设计、注重真实AI能力输出、宽带与利用率优化并重。
我们知道经典芯片性能评估方式是Power、Performance、Area，即：功耗、性能、成本。
基于此，地平线采用了重新定义AI处理器性能的评估方式，并将芯片优化、编译器和Runtime的优化和算法的优化三者结合，最后进行计算拆分、多级并行、数据复用和全局优化。
这里需要指出的是，计算拆分是张量计算弹性拆分、提升指令并行是多级计算流水优化和指令序列异步并行，而数据复用是在片内完成进而实现多层融合降低宽带。
最终得到的结果显示，单帧宽带消耗降低到34.4、单帧计算延时25.1毫秒、计算资源利用率达到95%。
在可靠性方面，地平线车规级芯片工作温度可满足零下40摄氏度到120摄氏度，运行寿命设计为满足15年至20年运行要求。
在质量系统方面，地平线车规级芯片要满足零缺陷设计，同时满足ISO/TS16949质量管理系统认证。
在安全系统方面，具备ISO2626功能安全，作为风险缓解措施，覆盖系统失效情况下的安全隐患，具备ISO21448预期功能安全，覆盖基于非系统失效导致的安全隐患，具备ISO21434网络安全，合理保障车辆系统的网络安全。
据悉，征程二代在2019年初流片成功，正式量产前，地平线已完成芯片功能性和稳定性测试、系统软件开发和稳定性调试，目前，征程二代芯片开发套件已完全就绪，可支持客户直接进行产品设计。
在发布现场，地平线上海芯片研发中心总经理吴征还首次对外公布了征程系列车规级芯片研发路线图。
搭载地平线高性能计算架构BPU3.0的征程三代芯片，符合AEC-Q100和ISO 26262车规级标准，预计将于明年正式推出。
在发布会上，地平线同步公布了AI芯片工具链 Horizon OpenExplorer（地平线“天工开物”）。
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，与此同时，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。
发布会最后，地平线拿出了基于征程二代车规级芯片打造的面向ADAS市场的征程二代视觉感知方案，该平台将在明年正式，可覆盖不同等级自动驾驶需求的全新Matrix自动驾驶计算平台。
先看性能参数：10类动态目标感知、53类静态目标感知、23类语义分割、1080P@30FPS、功耗小于3瓦、关键区域检出率大于99.99%。
行人检测距离大于80米、行人检测率大于99.62%、行人误报率小于1次/百公里、车辆检测距离大于150米、车辆检测率大于99.24%、车辆误报率小于1次/千公里。
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车道线检测距离大于90米、车道线准确率大于99.45%、红绿灯检测距离大于70米、红绿灯检测率大于99.49%、标识牌检测距离大于60米、标识牌检测率大于99.62%。
具体来说，主打ADAS市场的地平线征程二代视觉感知解决方案，可在低于100毫秒的延迟下实现多达24大类的物体检测以及上百种的物体识别，每帧高达60个目标及其特征的准确感知与输出，车辆及行人测距测速误差均优于国际同等主流方案。
不仅如此，针对国内市场的特点，该解决方案还专门针对中国道路和场景进行了优化，如特殊车道线、红绿灯倒计时检测、车辆突然斜向插入等。
针对自动驾驶市场，相比上一代Matrix，地平线此次发布的全新自动驾驶计算平台在算力提升高达16倍的同时，功耗仅为原来的2/3，同时可支持高达800万像素的视频输入，行人检测距离高达100米，并满足多个国家、不同场景下自动驾驶运营车队以及无人低速小车的感知计算需求。
据介绍，地平线Matrix自动驾驶计算平台还将推出更新更强大版本，将于明年发布的基于征程三代的Matrix自动驾驶计算平台算力将高达192 TOPS，具备支持ASIL D的系统应用场景的能力。
这里可以对比一下特斯拉的自动驾驶平台，特斯拉计算平台算力为144TOPS、无功能安全、72-100瓦，值得注意的是特斯拉计算平台算力144TOPS只有一半可用。
地平线计算平台，192TOPS算力、芯片级功能安全、功耗48瓦。
在车规级芯片正式量产之际，地平线对外展示了其智能驾驶商业化方面的成绩。
目前，地平线已经获得包括美、德、中、日全球四大主流汽车市场客户，已同包括奥迪、博世、上汽、广汽、长安、比亚迪等国内外顶级Tier 1和汽车厂商，以及禾赛科技、高新兴、首汽约车、SK电讯等科技公司及出行服务商达成战略合作。
此外，地平线高性能、低功耗、低成本的AI芯片及解决方案Matrix得到了国内外自动驾驶厂商和Robotaxi运营车队的青睐，目前已在海内外赋能近千辆L4级别的自动驾驶车辆，Matrix已成为全球L4自动驾驶计算平台的产品，未来两三年将有望到达万级规模的出货。
车规级芯片成功流片后，地平线已在高级别自动驾驶、辅助驾驶（ADAS)、多模交互等方向斩获多达5个国家的客户的前装定点，并在明年上半年获得双位数的前装车型定点，率先搭载地平线车规级AI芯片及解决方案的量产车型最早将于明年年初上市。
地平线副总裁 & 智能驾驶产品线总经理张玉峰表示，“征程芯片两年内将有百万量级的前装装车量，五年内则有望完成千万量级的目标。”
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