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马斯克的自大从哪儿来 Part I .特斯拉FSD芯片

编者按:《马斯克的自大从哪儿来》文章全体将分为四个部分,分章节为您详细介绍今年4月23日特斯拉“Autonomy Day”发布会内容。

在第一章,您将从分歧角度了解特斯拉FSD(Full Self-Driving )芯片的诸多细节,此中包含研发原因、过程及其优越之处;第二章,将为您介绍特斯拉对付传感器的抉择,及不抉择激光雷达的原因;第三章,则为您阐述特斯拉实现主动驾驶的逻辑与办法,如何颠末过程软硬结合杀青主动驾驶人工智能;末了于第四章,将带您领略特斯拉主动驾驶,深度体验特斯拉主动驾驶技术。

埃隆·马斯克(Elon Musk)——天才少年者、年青守业胜利者、Paypal公司前身X.com的创始者、31岁坐拥1.65亿美元现金者、SpaceX公司创始者、Tesla公司掌门者……

马斯克

马斯克拥有太多光环以至于令人怀疑,甚至一度卷入斯坦福大学学历被质疑官司中,如斯一名时刻站在聚光灯眼前的人物,自然随时都面对着都被“头条”。

“应用激动雷达(Lidar)的都是傻X”

>2019年05月19日北京光阴凌晨2点,特斯拉举行的“Autonomy Day”发布会颠末过程网络直播情势展现其最新进展。环抱着新的主动驾驶(Auto Pilot)布软件停止了相干技术和实现办法的介绍。

特斯拉logo

当第一部分介绍完FSD芯片研发过程后,Q&A关键时,一名提问者提出,为何不采纳激光雷达(Lidar)作为传感器或许作为弥补数据传感器。

马斯克的回答引发了媒体圈或许专业人士的强烈反应,各种类似于“马斯克说用激光雷达的都是傻子”的标题横出,然后环抱着这个“结论式”概念各种混战,一度从技术层面的争论到市井谩骂。

马斯克爆出惊人言论其实一点都不令人惊讶,不停被人称为疯子的他,从很早就不停拥有着“语不惊人死不休”的特色,但是此次马斯克到底说了什么话触动到这么多说纳经呢?

“Lidar is a fool’s errand,” Elon Musk said. “Anyone relying on lidar is doomed. Doomed! [They are] expensive sensors that are unnecessary. It’s like having a whole bunch of expensive appendixes. Like, one appendix is bad, well now you have a whole bunch of them, it’s ridiculous, you’ll see.”

第一句话先放在一边,后半段很容易懂得,“任何人做(主动驾驶)依赖于激光雷达是注定失败的!激光雷达(对付主动驾驶)是必需的而且非常昂贵,就像是(人类)拥有一堆昂贵的阑尾,你知的人有一个阑尾就足够糟糕了,假设你拥有一堆阑尾,这太可笑了,你以后会明白的。”

稍微能有点懂得能力的都能明白后半段话是为了弥补说明第一句话,那么具有争议的第一句话到底什么意思呢?

“Lidar is a fool’s errand”,大多数媒体意译为“傻子才会抉择激光雷达”之类的意思,这里我摘取了英英词典的解释。

“A task that has little to no chance of being successful or beneficial”

一项几乎没什么机遇胜利或收益的任务。

翻译成中文版本便是“竹篮子打水”,如果再结合上述后半段话的弥补说明,意思显而易见是马斯克认为,对付主动驾驶领域的未来应用激光雷达且个错误的抉择。而并非具有侮辱或许极强语气的嘲讽,而且马斯克在第三部分的Q&A中再次提到了对激光雷达的看法。

“They’re all gonna dump Lidar, that’s my prediction, mark my words. I should point out that I don’t actually super hate Lidar or as much as may sound, but at SpaceX the Dragon uses Lidar to navigate to the space station or dock. Not only SpaceX developed its own Lidar from scratch to do that and I spearhead that effort personally, because in that scenario Lidar makes sense. And in cars, it’s freaking stupid, it’s expensive and unnecessary and as Larry said once you solve vision it’s worthless.”

主动驾驶领域终将放弃掉(依靠)激光雷达,这是我的预测,记住我这句话。不过我应该指出我其实并非像你咱咱们懂得的那样讨厌或憎恨激光雷达,相反SpaceX龙火箭是应用激光雷达,能力顺遂己到空间站。而且不只是SpaceX开拓了自己的激光雷达,而且是我辛苦率领团队决定此偏向。因为在这个领域应用激光雷达是合情正当的。而对付汽车(主动驾驶),那是极其愚蠢的,没有必要且非常昂贵,正如Larry刚才所讲,一旦实现为了咱咱咱们的神经网络视觉辨认,激光雷达将会(对付主动驾驶)毫无价值。

读到这儿,大家起码对付马斯克的“惊人言论”有了自己的懂得,而并非被各种“误解”的言论所“操纵”。这里,就不得不认真了解一下此次“Autonomy Day”究竟颁布了些什么消息,引起如斯大规模的争论。

Part I .特斯拉FSD芯片

一、为何特斯拉要自行研发FSD芯片

特斯拉之前的AP体系应用的芯片,是英伟达(Nvidia)公司的Xavier主动驾驶平台,重要由CPU和GPU和其它部件构成。

英按锕司,恐怕每个电脑用户都知道是个弘大的公司,按理说在2018年颁布的Xavier Drive平台应该足够微弱支撑主动驾驶,那为何Tesla要自己设计神经网络芯片?

Nvdia Xavier Drive 平台

(Nvdia Xavier Drive 平台)

认识的处理器例如CPU、GPU都可以或许或许拿来履行AI算法,但是速率慢,机能低,无法实际商用。

汽车行驶下,传感器输入的数据相对庞大,如果是应用CPU去处理,那么估计车翻到河里了还没发现前方是河。如果用GPU,的确速驶峥旌芏,但是功耗大,如果续航数因此大幅度低落就失去了商业意义。

芯片都有针对的环境拥有的指令算法特征,简而言之,有自己的特长。

AI芯片,在图像辨认等领域有这独特优势,其计算是矩阵或vector的乘法、加法,然后共同一些除法、指数等算法;而CPU则得当于分歧领域的复杂算法,比如计算机效劳器领域;GPU虽然也是针对图像渲染的算法,但特性不相符神经网络,倒是挺得当挖矿。

所以CPU与GPU不是AI公用芯片,为了实现其所属领域的功效,内部有大批无用(针对神经网络)的逻辑,而这些逻辑对付目前的AI算法来说是完全用不上的,所以构成CPU与GPU并不能到达最优的性价比。

举个简略数据对比,IBM的POWER8,最先辈的效劳器用超标量CPU之一,4GHz,SIMD,128bit,假设是处理16bit的数据,那便是8个数,那么一个周期,至多履行8个乘加计算。一次至多履行16个操纵。这还是实践上,实际应用中是不大可能做到的。

那么,CPU一秒钟的顶峰计算次数=16X4Gops=64Gops。

再来看AI芯片。比如大名鼎鼎的谷歌的TPU1,大约700M Hz,有256X256尺寸的脉动阵列,如下图所示。一共256X256=64K个乘加单位,每个单位一次可履行一个乘法和一个加法。那便是128K个操纵。(乘法算一个,加法再算一个)

所以,TU1一秒钟的顶峰计算次数至少是=128K X 700MHz=89600Gops=大约90Tops。

对比一下CPU与TPU1,会发现计算能力有几个数目级的差距,这便是为啥说CPU慢。

特斯拉苦于在市场上找不到适用于其主动驾驶应用的芯片,所以自己着手研发。

别的如果技术中央模块被其它公司(英伟达)所制约,也不相符公司好处,其实如果有存眷特斯拉消息,早在2015年就透露出要研发自己芯片的消息。

二、特斯拉研发FSD芯片过程

于是团队从2016年2月开端,从FSD芯片的设计到测试再到量产共历经18个月。

2017年8月,FSD芯片设计实现

2017年12月,第一次试验芯片并胜利

2018年4月,测试并改良芯片

2018年7月,获得量产合格

2018年12月,设备装车并测试胜利

2019年3月,Model S和Model X临盆线装置FSD芯片

2019年4月,Model 3临盆线装配FSD芯片

仅仅3年多一点的光阴,特斯拉研收回自己的AI芯片。

三、谁卖力研发特斯拉FSD芯片

或许有人会惊讶,一个从未从事芯片开拓的公司如何做到的,这就不得不提到两小我——Pete Bannon(现任主动驾驶团队卖力人)和Jim Keller(前卖力人)。

Jim Keller,处理器界传奇人物,曾效力于DEC、PA semi(苹果收买以后才得以由能力研发自家处理器A系列)、AMD、苹果等公司,曾介入设计速龙(Athlon)K7处理器和苹果A4/A5/A6处理器,是速龙K8处理器的总架构师,还是制定X86-64指令集者之一。

稍微了解一些电脑睁开史的应该已经知道这些意味着什么,然而并没有讲完。AMD公司的K12处理器和如今ZEN架构处理器(Ryzen)的架构主导者也是他。

Jim Keller

(Jim Keller)

离开AMD之后加入了Tesla团队,努力于特斯拉主动驾驶体系相干研发。虽然在2018年年中离开了Tesla团队,但随后Keller为特斯拉主动驾驶做出了弘大贡献(马斯克曾公开讲过)。

如果仔细查阅Keller的资料会发现,Keller大佬每次在一家公司邑把最重要的架构和布局实现后,就抉择离开寻找下一个项目,或许这便是大佬吧。

而后接手特斯拉主动驾驶团队的便是Pete Bannon,是Keller在PA semi的共事,被收买后也随之加入了苹果并介入研发了从A5到A9处理器的研发。

四、特斯拉FSD芯片强在哪儿

了解过了两位卖力人的阅历配景后,先不要惊讶,让咱咱咱们来详细了解一下特斯拉研制FSD芯片究竟如何。

必要弥补的一点,芯片的领域较大,常见的CPU、GPU处理是集成度很高速率较快的芯片,也便是说是属于芯片领域。

特斯拉研发的FSD芯片,是由两套完全一样的的自力体系构成,每个别系的处理器囊括12个A72内核,一个神经网络处理器(NNA——Neural Network Acceleration)和一个GPU构成。毕竟即便是特斯拉要实现的主动驾驶必要AI芯片(NNA)机能处理图像,仍然必要其它处理器共同来处理其余的计算。

特斯拉展现了FSD芯片的构架和数据参数,触及到较为专业的领域,甚至某位发布会现场的听众笑称听懂了10%,所以就不赘述其技术细节数据,感兴趣自己去了解一下。

技术如何实现暂且不理,把重点放在结果上。做一个横向对比,更容易去懂得特斯拉的芯片强在哪里。

FSD芯片

(FSD芯片)

1.机能

由速率为35GOPS(Giga Operation Per Second)的CPU处理图像才只能到达1.5帧每秒,对付高速行驶的汽车来说,远不够。而应用600GOPS的GPU可以或许或许处理17帧每秒,虽然有所提高,但仍旧不敷以支撑主动驾驶所必要的算力。

而特斯拉以速率为72TOPS的神经网络处理器(NNA)处理可以或许或许到达2100帧每秒。(1000GOPS=1TOPS)

CPU与GPU以神经网络运算数据时对比

(CPU与GPU以神经网络运算数据时对比)

GPU与NNA以神经网络运算数据时对比

(GPU与NNA以神经网络运算数据时对比)

2.功率

相较于之前特斯拉HW2.5体系,仅仅升高了25%,所以不会因为耗能过大而削减续航里程太多。

Bannon给出的FSD所消耗的电能带来的影响,换算成Model 3车型75kwh版本,如果全程应用主动驾驶,续航会从本来370miles削减为300miles。

功率对比,一个FSD芯片由4个NNA和其它硬件构成

(功率对比,一个FSD芯片由4个NNA和其它硬件构成)

3.本钱

相较于HW2.5体系,本钱下降20%,作为特斯拉极力于将电动车普及的角度,本钱下降对付消费者和公司来讲,都是好事。

而之前应用的英伟达Xavier Drive解决计划则是FSD的7倍价钱而且耗能较高。

本钱对比

(本钱对比)

其实数据对比过后,结果已经显而易见了。

特斯拉研发的FSD芯片对比前代产品和市面上现有的计划,有着运算速率快、功耗节制不错和本钱较低等优点。

FSD芯片总算力达144TOPS,耗能低算力高、冗余布局、本钱低

(FSD芯片总算力达144TOPS,耗能低算力高、冗余布局、本钱低)

在本章,相信您对特斯拉FSD芯片已经有了一定了解。下一章,咱咱咱们将为您介绍特斯拉对付传感器的抉择,这里,您将找到前文开头成就“为何马斯克宣称不抉择激光雷达”的谜底。

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