NEIV 2020观点 | Imagination 安德鲁·格兰特:神经网络处理器IP加速自动驾驶发展


9月30日,“2020中国新能源智能汽车产业峰会(NEIV2020)”在佛山隆重举行。因为国外疫情影响,会议邀请英国Imagination公司的AI高级总监安德鲁·格兰特录制演讲报告《半导体IP驱动汽车行业智能发展》与会分享。他在报告中以丰富的神经网络加速器的使用案例,阐述人工智能和边缘系统级芯片的计算能力如何实现汽车产业变革,加速人工智能自动驾驶的发展。

1、Imagination的市场表现

Imagination公司拥有38%的移动图形处理器IP市场份额,但我个人认为,更重要的是Imagination IP占据了40%以上的汽车图形处理器IP市场。在西方国家,平均每两辆车里就有一辆的数字仪表盘装有采用我们IP技术的芯片。去年,我们的2NX系列神经网络加速器在AI基准测试中排名第一,我们在全球范围内独立提供战略性硅知识产权——这些设计是芯片的基本组成部分。我们在中国设有三个主要办事处,在全世界共有900名员工,其中80%是工程师。我们在人工智能和计算领域投资超过1亿美元。我们能凭借在芯片领域的突出成就,利用完整的软件堆栈和工具来帮助你们突破边缘。

2、半导体的价值和L2、L3、L4、L5

战略分析部门预测,截至2030年,半导体需求将超过200亿美元,这是一个非常实在的估值,是基于L2以上的轻型车的传感、处理和冗余的执行系统导致的半导体需求增加这一点得出的。这还不包括其他的半导体需求,如动力总成、信息娱乐等。

在2035年之前,L2主导市场,摄像头相关的半导体,如图形芯片和处理器等,很有意思的是,L5或L4给其他车辆带去的功能的运用场所,且需要收费才能启动。特斯拉已经开始用这种方法为他们的自动驾驶功能收费了。

随着更多可使用案例的落地,人工智能芯片销售不断增长。我们正在见证增长,尤其是(边缘智能)Edge AI推理。

3、产业趋势——对电源和控制需求

我们需要强大的能力和控制能力,尤其是控制我们操作的对象的能力,更高性能、更大的处理容量应运而生,理解的同时兼顾安全和可靠性需求,正如幻灯片上所示,从数字座舱的要求到中间的ADAS,再到最右边的自主性。我们可以看到,这些趋势有可能使原始设备制造商和第三方制造商实现差异化。从一定程度上看,电子是新的涡轮增压器或燃油喷射器。

这就是让这款车脱颖而出的制胜法宝,我们可以看到,这辆车最早是由数字驾驶舱操控,由屏幕的数量、IVI和将来在HUD(平视显示器)中可以移动多少像素决定。而现在的新车,从感应进入、面部识别,到面部验证,机器学习和人工智能真的非常重要,甚至对于驾驶员监控来说也很重要——他们是否戴着口罩,乘客是否安全,车内是否有任何物品遗留。

通过语音和手势控制,你突然需要更高的性能和能力的ADAS,因为你需要了解车道保持辅助、车道偏离和环绕视图,可能使用图形处理单元、GPU将所有计算缝合在一起,通过摄像头采集,并将其传递给神经网络加速器进行人身检测,以及预测用于行人路径的计算算法。这一层面的计算可能在万亿次甚至是千兆次的范围内,但是随着我们的发展,计算能力以及集成电路、集成电路等的体积都会发生变化。

对于自动驾驶车辆和2级以上的车辆,我们将看到要求从5万次或者10万次的驾驶监控到40万次、100万次甚至500万次以上(如果是5级车辆)。如今,一些看似绝不可能实现的目标,Imagination技术公司都能够朝着这一目标前进。

4、案例分享- 驾驶员监控

这是在基于集成了我们NNA加速器IP的Roc1芯片上做的驾驶员监控系统。我们看到的是司机开始犯困,眼球跟踪仪时刻监测他的眼球的运动,他的眼睛偏离绿盒的时候,会有闪烁警报出现。我们再看一遍。在这里,他的眼睛还在安全绿盒里,眼睛偏离后,警报就响起来了。

我们的2NX AX2185系列和我们的新版本与上一代相比,每秒推断性能提升了70%以上。

我们现在看看他是否有些注意力不集中,这可能是夜间行驶导致的,还是疲劳驾驶。在驾车时抽烟或者有安全情况、车内是否有婴儿、没有系安全带等场景下也是如此。在当下的情况里,这能识别是否有戴口罩、是否有随身物品带上车、或者是都有物品遗漏在车上,能保障驾驶员和乘客双方的安全。

5、分布式自动驾驶汽车硬件平台实例

在这个分布式自动驾驶汽车平台的例子中,这是一个参考设计,举个例子,使用“感知——决定——执行”模型,我们可以看到,有了MCU,雷达和激光雷达的输入可以从左侧进入,通过传感器台,到达摄像头,前摄像头可能是360度摄像头,显然这里没有任何其他形式的输入,你可以选择MCU和NMC,你甚至可以有距离摄像头较近的CPU和神经网络加速器,然后把这些信息传递给传感器融合处理器。这是位于处理中心的系统级芯片,它可以处理车辆到基础设施通讯或车辆到任何东西的通信,它可以有一个神经网络增强器和通用GPU来完成所有重活,并将这些工作从CPU上去掉。然后,这些信息将通过以太网传送到车辆的其他部分,并可能使用我们的以太网数据包规划线路,保证安全行驶。

6、Imagination的愿景

在未来,我们乘坐的车辆和机器人出租车需要搭载在设备上的人工智能以及云连接。Imagination公司的愿景是,拥有车载娱乐、ADAS和自动驾驶,拥有ADAS和自动驾驶车辆的数据驱动决策的计算能力,我们想要创造一个梦寐以求的环境,能让你在旅行中娱乐、工作,让汽车成为OTA更新和云连接的高度连接设备。

利用机器学习的开源工具和创新,带领我们携手共创未来,这也是我们鼓励整个神经网络生态系统发展的原因,下一步是拓宽我们相互理解的能力,集众智,共创美好明天。


来源:广东省电源行业协会

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