小鹏自研智驾芯片：面向L4+AI大模型，集成40核+NPU+ISP

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）新能源汽车时代，车企自研芯片的路线，尽管目的各不相同，但已经成为新势力车企的共识。最早从比亚迪为了供应链自主化而自研MCU、功率模块等，到零跑在2020年就推出的智驾芯片凌芯一号（虽然没有继续迭代的消息），再到蔚来的激光雷达主控芯片“杨戬”和高阶智能驾驶芯片“神玑”NX9031，在智能化时代，自研芯片的目的更多是在于提高自研智驾方案的效率以及降低智驾算力成本。
 
理想和小鹏也早在2020年左右就有消息传出开始组建芯片团队，而在最近小鹏汽车十周年活动上，何小鹏终于首次公布了小鹏自研智驾芯片的一些细节。
 
小鹏图灵芯片：40核、面向L4，为AI大模型定制
 
何小鹏在小鹏汽车十周年活动上表示，小鹏自主设计的智驾芯片“图灵”在8月23日流片成功，相比现有的使用的芯片，图灵芯片一颗性能与三颗一样。何小鹏还表示，绝大多数的智驾芯片设计的时候考虑了多样性和通用性，而图灵芯片是定制的，专为小鹏的自动驾驶大模型设计。
 
关于芯片的详细参数，目前小鹏透露的包括：40核处理器、最高可运行30B大模型参数、2个自研NPU、采用DSA集成神经网络特定领域架构、2个独立图像ISP（一个用于AI感知、一个用于图像合成），并且带有独立安全岛。
 
这里的40核处理器包含了各种CPU、GPU等多个核心，比如安全岛一般也是采用到Cortex-R52锁步核心。由于这颗汽车SoC是用于智驾系统中，因此对SoC以及整个系统的功能安全要求非常高，需要对系统中的各个模块进行实时监控、故障检测、安全通信等功能。
 
一般来说，要通过ASIL D的车规认证，都需要集成或外置一个安全岛，也就是前面说到的Cortex-R52核心。从市面上其他智驾SoC的架构来看，安全岛有时候是直接集成为一颗MCU岛，这个集成在SoC中的MCU，包含锁步核心之外，还有独立的时钟、内存、看门狗等模块。
 
算力方面，目前小鹏主流的产品线采用英伟达DRIVE Orin平台，中低配为单核254TOPS，图灵芯片是现有的三倍即762TOPS。不过理论算力也不一定等于实际性能，所以个人更倾向于理解为：小鹏采用图灵芯片跑自己算法的性能是单核DRIVE Orin的三倍。
 
AI大模型方面，图灵最高可以运行30B参数的大模型，按照大模型占用的显存计算，30B大模型大概需要占用20G显存空间，当然SoC还需要更多的任务，实际内存肯定会比20G高不少。
 
另外值得一提的是，小鹏图灵芯片中还集成了两个ISP，一个用于AI感知，一个用于图像合成。此前我们在《智能驾驶需要怎样的ISP？》一文中提到，对于机器视觉来说，是否真的需要经过处理后的图像，在业界也有一些讨论，尤其是ISP的处理需要时间，去掉ISP后甚至还能降低一点延迟。
 
这里的逻辑是，为了给人眼看到更好的画面，在ISP处理的过程中很多对机器视觉有用的数据也被处理掉了，省略ISP处理可以保留更多对机器视觉有用的原始数据。马斯克曾表示每个摄像头经过ISP处理会产生1.5到1.6毫秒的延迟，因此希望去掉ISP。当然也有学者认为，现有的图像传感器去掉ISP后，会给算法识别带来很多新困难。
 
目前从整个自动驾驶行业来看，ISP依然是必须的，包括特斯拉也并没有完全去掉ISP。而今年蔚来发布的“神玑”NX9031中同样带有ISP，在发布会上甚至还放出了ISP处理的摄像头画质对比。这也说明目前在智能驾驶是否去掉ISP的议题上，国内厂商选择的路线是选择更好更强的ISP，以应对目前车载摄像头像素往800万-1700万发展的趋势。
 
小结：
 
车企自研智能驾驶芯片，确实有不少好处，包括更高的算法运行效率、更稳定的供应、在出货量一定规模时出现明显的成本优势等。不过，自动驾驶的迭代目前还处于高速发展期，在芯片三到四年的生命周期中，可能需要努力提高搭载的车型出货量才能回本了。