特斯拉官宣超60万辆车配备自研全自动驾驶芯片，相应功能很快上线
撰文：凡雪
昨日晚間，特斯拉官方微博稱，旗下目前已經有超過 60 萬輛汽車配備了完全自動駕駛芯片。該款特斯拉自研的專用芯片擁有 60 億顆晶體管，每秒能完成 144 萬億次計算，能同時處理每秒 2300 幀的圖像。而每輛選配的特斯拉將搭載兩顆該芯片，同時處理相同的數據，這意味著汽車能夠處理有關計算或圖像方面的多一倍的數據，將極大地提高車輛的安全性能。還是馬斯克算得一筆好賬，隨著特斯拉單車降價不斷親民，作為附加值抬升機——價值 6.5 萬元的「完全自動駕駛」服務正在向我們駛近。
Cybertruck 的朋克科幻風尚未平息，「鋼鐵俠」馬斯克尬舞的消息便又霸榜媒體頭條，熱搜上的「釘子戶」，特斯拉名副其實。
昨日晚間，據特斯拉官微宣稱，旗下目前已有超過 60 萬配備「完全自動駕駛芯片」的車輛，這些車輛每天創造 2 千萬英里的行駛數據，為特斯拉龐大的神經網絡提供訓練數據，幫助神經網絡不斷「學習」。
消息一經發布，「特斯拉自動駕駛芯片」再次成為熱搜關鍵詞。
特斯拉自研的專用芯片擁有 60 億顆晶體管，每秒能完成 144 萬億次計算，能同時處理每秒 2300 幀的圖像。每輛選配的特斯拉將搭載兩顆該芯片，同時處理相同的數據。特斯拉稱，這保證了其行動過程中的低時延特性，更好地確保系統不會發生失誤，極大地提高了安全性能。
上周，特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克在 Twitter 上表示，完全自動駕駛將「很快」推出。事實上，這個承諾本應該在去年年底兌現。馬斯克曾不止一次強調雖然這項功能幾乎可以實現 L4 級自動駕駛，但也不排除少數情況需要駕駛員手動干預。并且，這項功能需要接受政府的監管。
現在看來，馬斯克雖然沒有再次允諾時間節點，以免打臉，但「很快」這個詞或許并不虛，值得期待。
「這個功能非常寶貴，它將為特斯拉增加數萬美元的價值，并使該汽車能夠通過特斯拉網絡出租車服務為車主賺錢」。馬斯克說道。
在特斯拉單車降價不斷親民的同時，作為附加值抬升機的「完全自動駕駛」功能正在向我們駛近。根據特斯拉官網信息，「完全自動駕駛能力」選裝價格為 46300 元，但如果在交付后安裝，價格則會上漲到 6.5 萬元。
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從外包到自研
自研芯片為特斯拉 L5 級自動駕駛鋪路
作為電動汽車中最會做自動駕駛的品牌而言，成熟的智能駕駛技術是特斯拉的核心。
一般來說，智能輔助駕駛系統涵蓋三個方面，分別為感知層，通過傳感器感知車身周圍環境；決策層，通過感知層收集的信息作出相應的決策（涉及芯片/算法）；執行層，通過接收傳感器的實時信息、以及芯片/算法得出的決策信號從而采取包括剎車/警示等在內的行車行動。
這三大層面中，決策層起著「中樞」作用，不可小覷，這也是特斯拉一直在自動駕駛芯片不斷布局的原因。
目前，特斯拉已經發布了多個自動駕駛功能。Autopilot 功能適用于高速公路駕駛，車輛可以在高速路上自動輔助導航駕駛，在高速路上也能自動輔助變道。Smart Summon 召喚功能可允許車輛在停車場低速行駛到指定位置。
其中，特斯拉的 Autopilot 自動輔助駕駛系統通過先普及硬件，配備 L2 以上級別的傳感器、芯片算法及零配件，再通過 OTA 利用移動通信空中接口對 SIM 卡數據及應用進行遠程管理升級解鎖軟件，實現自動變道、自適應巡航等具體功能。
特斯拉對軟件、硬件兩方面都擁有絕對的把控權，讓其能夠推動技術不斷迭代，實現功能完善和開拓新的功能。軟件硬件兩條腿交替向前走，推動整體功能平穩提升。
硬件方面，一共有三次升級，HW1.0 到 HW2.0 主要通過增加傳感器數量和深度學習功能使感知力大幅提升。HW2.0 到 HW3.0 主要針對芯片進行了兩次升級，基本實現了 L5 完全自動駕駛級別所需的計算能力。
特斯拉在第一代硬件 HW1.0 時采用 Mobileye 視覺識別芯片，信息收集階段主要依靠 Mobileye 的圖像識別技術，數據來自于車頂的 Mobileye 攝像頭，車首的雷達和周邊雷達只是提供輔助信息。
HW2.0 使用 NVIDIA 的 Drive PX 2 芯片，主板的整體集成度并不高，有大片留白。
HW2.5 芯片整體集成度空前提高，在之前主板構造的基礎上增加了 4 塊 CPU，集成度上的飛躍帶來算力的躍升，基本達到了 Drive PX 2 的理論算力水平。
到了 HW3.0，特斯拉開始啟用自主研發的自動駕駛芯片 FSD，「全自動駕駛計算機」（full self-driving computer，以下稱 FSD），在計算層擁有了完全掌控力。FSD 采用雙芯片設計，算力達到了 144TOPS，對比 HW2.5 性能提高了 21 倍，而功耗僅提高了 25％。遠超英偉達的 Drive Xavier 的理論性能值 21 TOPS，高達 7 倍。
這標志著在計算層的芯片和算法上，目前特斯拉已擁有一定的先發優勢——HW3.0 已經完全能夠應對 L5 級別自動駕駛所需的感知層數據量和計算能力，成為特斯拉自動駕駛技術的核心競爭力。
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解構 FSD 芯片優勢
完全自動駕駛如何實現？
首先，FSD 主板設計的最大特點是雙芯片設計形成冗余，減少了功能區故障隱患，同時提高了圖像處理的安全與精準性。
根據馬斯克的說法，FSD 芯片主板做了完整的冗余，也就是說 HW3.0 的每一個功能區都可以損壞，而整套硬件依然可以保持正常工作。
同時，主板內部設置了兩個處理器，同一塊板卡上的兩顆芯片的供電和數據通道都是獨立且互為備份的。兩顆芯片對同樣的數據進行分析，相互驗證、比對分析，再得出最終結論，極大地提高了圖像處理的安全和準確性。
其次，FSD 的核心優勢在于強大的圖像處理和高速傳輸數據能力。
從單個處理器來看，FSD 處理器由一塊負責通用數據處理的中央處理器 CPU、一塊負責圖形處理的 GPU、兩塊負責深度學習和預測的神經處理單元 NPU 和一塊內置圖像處理器 ISP 組成。
GPU 和 ISP 構成了智能駕駛 AI 芯片的主角，GPU 單元為圖形處理單元，工作是協助核心處理器完成圖形和動畫的渲染，讓用戶能在屏幕上獲取有效信息。圖像處理器 ISP 的作用主要是將攝像頭產生的原始 RGB 三原色數據轉化成復雜的圖像信息。
此外，FSD 的數據傳輸速度也遠超過現在特斯拉配備的 8 攝像頭傳感器所產生的數據，為之后的特斯拉向 L5 級別自動駕駛升級預留了足夠的數據傳輸空間。
值得一提的是，FSD 神經處理單元 NPU 儲存芯片容量巨大、帶寬速度極快。NPU 負責根據深度學習模型對 ISP 產生的圖像數據作出處理——但在此之前，這些數據將會存儲在 SRAM 內。
靜態隨機存取存儲器可以簡單地將它理解為比運行內存速度快很多，同時成本也高很多的存儲芯片，一般被應用在處理芯片的 1-3 級緩存上。FSD 現在擁有 32MB 的緩存，巨大的 SRAM 容量總結為 FSD 芯片對比市場上同類芯片的最大的優勢。
另外，特斯拉芯片總工程師 Pete Bannon 表示，處理全自動駕駛的緩存帶寬至少要達到 1TB/秒，而 FSD 芯片的 SRAM 實際上能提供 2TB/秒的帶寬。
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從「中國制造」到「中國設計」
利潤空間不斷抬升
作為目前全球銷量最大的電動車企，2018 年特斯拉共交付電動車 24.5 萬輛，占 2018 年全球電動車總銷量 12.3%，高于比亞迪/北汽新能源等傳統車企。
由此可見，打破產量瓶頸后，特斯拉的技術優勢轉化銷量優勢。今年特斯拉實現本土化后，降本空間提高，原材料、人工、運費、關稅都有折價空間，毛利率有望進一步提高。
除了利潤空間有較大幅度提高，據國外媒體報道，Ark Investment Management 投資管理公司分析師塔莎·基尼（Tasha Keeney）今日表示，在未來五年內，特斯拉股價有望達到每股 6000 美元。
由于特斯拉芯片自研，擺脫了依靠英偉達、Mobileye 等國際巨頭的一直以來的控制，其他核心原材料電芯、傳感器也都具有一定折價空間。
傳感器采用視覺主導方案，毫米波雷達/車載攝像頭/超聲波雷達的合計功能可達到等同于或高于激光雷達的水平。而從價格比較方面來看，毫米波雷達/車載攝像頭/超聲波雷達相較激光雷達存在明顯折價，因此有效壓縮了傳感器成本。
由上圖可見，成本占比最高的是原材料成本，據 Morgan Stanley 測算，目前原材料約占營業成本的 50% 以上，未來隨著特斯拉的生產重心向中國轉移，人力運輸成本壓縮，原材料占比將進一步提高到 70% 以上。
2020 年 1 月 7 日，特斯拉在上海正式交付了首批國產 model3，售價從 35.38 萬元一口氣降至 29 萬起。從開工到交付，只用了短短一年的時間。
1 月 15 日，一句「打造原創『中國風』特斯拉，讓最美中國藝術融入面向未來的特斯拉」——簡短的人才招募口號背后是其在華布局的巨大野心，特斯拉宣布，上海超級工廠 10 個月落成，迎來期待已久的「中國制造」特斯拉，為實現由「中國制造」向「中國設計」的轉變，特斯拉將在中國設立設計研發中心，招募優秀設計人才，打造原創「中國風」特斯拉，并面向全球發售。
馬斯克暢想的中國市場版圖是「未來也許會有更多的 Model 系列在這里生產，甚至有可能有由中國設計的特斯拉誕生」，然而機遇究竟幾何，也許特斯拉還有很長的路要走。
總結
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