中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：特斯拉目前已然成為全球最頂尖的電動(dòng)汽車公司之一，其在電動(dòng)化和自動(dòng)化方面都取得了巨大的進(jìn)展。尤其在自動(dòng)駕駛方面，特斯拉目前是世界上所有自動(dòng)駕駛研究公司中累計(jì)測(cè)試?yán)锍套疃嗟墓荆柚谔厮估?dú)特的影子模式，目前特斯拉已經(jīng)積累了上億公里的測(cè)試數(shù)據(jù)。
特斯拉的目標(biāo)是2020年實(shí)現(xiàn)L4級(jí)自動(dòng)駕駛，現(xiàn)有的芯片已經(jīng)不能滿足其需求，為了能夠促進(jìn)自動(dòng)駕駛的發(fā)展，特斯拉開始了自研芯片之路。今年4月份，特斯拉首次公開了他們的全自動(dòng)駕駛（FSD）芯片，7月份，馬斯克在推特表示，將會(huì)對(duì)購(gòu)買了全自動(dòng)駕駛功能的用戶免費(fèi)更換FSD芯片，未選購(gòu)的用戶也可自費(fèi)升級(jí)。
據(jù)外媒cnet報(bào)道，近日，特斯拉已經(jīng)將其自研的新型自動(dòng)駕駛芯片推廣到老款特斯拉車型之中。部分媒體認(rèn)為特斯拉在自動(dòng)駕駛方面已經(jīng)取得了非凡的成就，已經(jīng)解決了全自動(dòng)駕駛的許多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，幾乎可以使人類進(jìn)入全自動(dòng)駕駛汽車的時(shí)代了。
但也有人不這樣認(rèn)為，近期福布斯刊登了一篇文章，這篇文章對(duì)特斯拉的全自動(dòng)駕駛芯片進(jìn)行了客觀的分析。
該媒體認(rèn)為，特斯拉全自動(dòng)駕駛芯片只是實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛的第一步，特斯拉仍然面臨設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足、軟件不適配、冗余有缺陷等問(wèn)題，這款芯片是否能幫助特斯拉實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的宏大愿景，還有待觀察。
以下為原文編譯：
特斯拉的這顆芯片，是一種特殊類型的AI處理器，可以支持人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN），也就是我們常聽到的機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）或深度學(xué)習(xí)（DL）。特斯拉的工程師們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)這款芯片的行為令人敬佩，最終開發(fā)出成果也讓人敬佩。
但是這并不意味著他們已經(jīng)在AI領(lǐng)域取得了顛覆性的成就，也不意味著他們已經(jīng)完美的解決了自動(dòng)駕駛在現(xiàn)實(shí)世界中存在的問(wèn)題。
而部分媒體則認(rèn)為特斯拉的新型芯片是解決一切現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的途徑，利用這款芯片特斯拉幾乎就能使人類進(jìn)入全自動(dòng)駕駛時(shí)代。
那么特斯拉自動(dòng)駕駛芯片到底如何？讓我們一起來(lái)看一下。
機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)興起 GPU作用凸顯
首先來(lái)看一下AI芯片的發(fā)展過(guò)程。
傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)都需要CPU（中央處理器）來(lái)執(zhí)行系統(tǒng)工作，比如使用Office辦公軟件或者加載程序的時(shí)候。
除此之外，大多數(shù)計(jì)算機(jī)還需要GPU（圖形處理單元）來(lái)支撐，它可以輔助核心處理器來(lái)完成圖形和動(dòng)畫的渲染，讓用戶能在屏幕上收到更加直觀的信息。
在將計(jì)算機(jī)用于機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)（以下用ML / DL代替）時(shí)，GPU的作用也開始變得更加重要。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)是個(gè)龐大的數(shù)值和線性代數(shù)問(wèn)題，而GPU的構(gòu)造和設(shè)計(jì)的目的正是為了解決這種數(shù)字混搭問(wèn)題，這么一來(lái)，GPU的重要性就凸顯出來(lái)了。對(duì)于開發(fā)者來(lái)說(shuō)，將GPU用于ML / DL領(lǐng)域的開發(fā)簡(jiǎn)直是天作之合。
當(dāng)研發(fā)人員認(rèn)識(shí)到GPU能夠推動(dòng)AI技術(shù)的發(fā)展之后，研發(fā)人員也看到了GPU背后的巨大市場(chǎng)潛力，因此他們?cè)谠O(shè)計(jì)GPU的時(shí)候也做了調(diào)整，以使其能夠在ML / DL領(lǐng)域領(lǐng)域發(fā)揮更重要的作用。
接著說(shuō)回特斯拉，特斯拉在研發(fā)自動(dòng)駕駛之初曾選擇使用英偉達(dá)生產(chǎn)的專用GPU芯片，特斯拉利用這款芯片的運(yùn)算和處理能力來(lái)實(shí)現(xiàn)其ADAS（高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)）功能和AutoPilot功能。
▲特斯拉車輛在開啟AutoPilot功能后雙手可以短暫離開方向盤
但是特斯拉卻并未打算一直購(gòu)買芯片公司的產(chǎn)品，其早就萌發(fā)了自己研究芯片的想法。今年4月份，馬斯克和他的團(tuán)隊(duì)公布了其自研的AI芯片（FSD芯片），并表示將使用新芯片來(lái)取代現(xiàn)用的英偉達(dá)芯片。
而在8月下旬，特斯拉工程師又在IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）主辦的年度高性能芯片會(huì)議上發(fā)表了演講，描述了他們?cè)O(shè)計(jì)的芯片的更多信息。
這次演講也讓外界對(duì)特斯拉的FSD芯片重燃興趣。
現(xiàn)階段，大多數(shù)人習(xí)慣將這類處理器稱為AI芯片。為了便于討論，我也會(huì)采用同樣的叫法，但需要強(qiáng)調(diào)的是，其目前還無(wú)法在預(yù)期領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全知全能的人工智能。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這些芯片只是增強(qiáng)計(jì)算能力的工具，它們與人類的大腦完全不同，并不具備任何常識(shí)和推理能力。
特斯拉自動(dòng)駕駛芯片問(wèn)世 6個(gè)問(wèn)題打破完美神話
特斯拉不再采用英偉達(dá)的芯片，選擇自己設(shè)計(jì)AI芯片（由三星制造），這其中有幾個(gè)問(wèn)題值得考慮。
特斯拉自己研發(fā)專用芯片是否有意義，繼續(xù)使用芯片公司的芯片會(huì)不會(huì)更加方便？特斯拉的芯片與現(xiàn)在已有的芯片相比有什么異同？AI芯片如何在全自動(dòng)駕駛方面發(fā)揮作用？
以下是關(guān)于這些問(wèn)題的一些主要想法：
1、AI芯片硬件很重要 但也需要軟件做輔助
需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，本文對(duì)于AI芯片的討論只是一小部分，只是純硬件方面的芯片。
要想實(shí)現(xiàn)真正的全自動(dòng)駕駛，還需要完美的軟件做輔助。比如說(shuō)，有廠商推出了一款新的手機(jī)，這款手機(jī)的運(yùn)行速度超級(jí)快，但是卻無(wú)法與各類應(yīng)用商店里的應(yīng)用程序兼容，那么這款手機(jī)將沒(méi)有任何意義。
外界都在吹捧特斯拉的AI芯片，卻無(wú)人考慮是否有相應(yīng)的軟件做配合，只有硬件沒(méi)有軟件，完全無(wú)人駕駛也只能是個(gè)夢(mèng)。
但這并不是在否定硬件的重大意義，硬件是整場(chǎng)戰(zhàn)役中的一部分，軟件也是這場(chǎng)戰(zhàn)役的組成部分。
現(xiàn)在特斯拉還不具備能夠?qū)崿F(xiàn)真正的自動(dòng)駕駛的軟件，特斯拉AI團(tuán)隊(duì)進(jìn)行重組和改組也只是為了在實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛汽車方面獲得更多的關(guān)注，完全無(wú)人駕駛的時(shí)代還遠(yuǎn)未到來(lái)。
2、自產(chǎn)芯片替換舊芯片 設(shè)計(jì)方面將會(huì)受限
如果想要設(shè)計(jì)一個(gè)新的芯片一般有兩種情況，第一種情況為從零開始設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)員在知道了芯片的一系列技術(shù)與性能指標(biāo)開始進(jìn)行芯片的設(shè)計(jì)。
但特斯拉的工程師們面臨的則是另外一種情況，他們需要在多個(gè)限制下進(jìn)行設(shè)計(jì)。比如說(shuō)，他們需要將功耗保持在一定的范圍內(nèi)，否則將會(huì)對(duì)車輛的續(xù)航產(chǎn)生影響，在生產(chǎn)成本上也會(huì)有所提升。
其次，特斯拉想用新的芯片來(lái)替代以往的芯片，這就意味著新的芯片必須和原來(lái)芯片的尺寸相當(dāng)，這樣才能完成替換。
而且，在推出第一款產(chǎn)品之后，還需要根據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展來(lái)推進(jìn)產(chǎn)品的發(fā)展，這時(shí)就要考慮產(chǎn)品迭代的兼容性問(wèn)題了。
不過(guò)特斯拉重新設(shè)計(jì)芯片也并不是多此一舉的行為，新產(chǎn)品也可能會(huì)有更大的突破。
新的產(chǎn)品可以不用考慮舊事物的限制，在設(shè)計(jì)方面能夠更加自由，也往往能取得不錯(cuò)的成績(jī)，Uber和Lyft就突破了出租車和出租車所面臨的限制才能快速地取得了成功。
話雖如此，但在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尺寸、重量、功耗、散熱、成本以及其他因素都會(huì)對(duì)芯片造成固有的限制。
3、特斯拉芯片并非最強(qiáng)芯片 各個(gè)芯片用途不一
我看到的最多的不恰當(dāng)?shù)谋容^就是將特斯拉的AI芯片與其他芯片進(jìn)行比較，拿特斯拉最新的芯片與其他芯片過(guò)時(shí)的版本比較非常不恰當(dāng)。如果非要比較的話，也應(yīng)該使其與市場(chǎng)上最新的版本進(jìn)行比較。
多數(shù)人經(jīng)常引用特斯拉芯片的算力，來(lái)證明其比以前使用的英偉達(dá)芯片快很多倍（但應(yīng)該與英偉達(dá)最新的芯片比較）。但事實(shí)是，特斯拉芯片的算力與市面上的其他替代品差不多，在某些方面可能會(huì)強(qiáng)于其他產(chǎn)品，但在某些方面也可能會(huì)差于其他產(chǎn)品。
另外一個(gè)讓人不舒服的就是被大肆宣傳的高額數(shù)字，例如特斯拉的AI芯片由60億個(gè)晶體管組成，雖然60億是一個(gè)巨大的數(shù)字，但是市面上已經(jīng)有了搭載了200億個(gè)晶體管的GPU。
我這么說(shuō)并不是在貶低60億個(gè)晶體管，只是想說(shuō)明，不同的芯片有不同的設(shè)計(jì)用途，僅用晶體管數(shù)量加以對(duì)比毫無(wú)意義。
4、初次生產(chǎn)芯片 特斯拉需要自行審查和測(cè)試
毫無(wú)疑問(wèn)，第一代芯片的設(shè)計(jì)過(guò)程都非常艱難，將會(huì)面臨大量的錯(cuò)誤或潛在錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)者們需要花費(fèi)大量的時(shí)間才能找出其中存在的問(wèn)題。
芯片封裝在硅中，因而不容易更改，因此有時(shí)候需要利用軟件補(bǔ)丁來(lái)協(xié)助解決硬件問(wèn)題，工程師一般會(huì)在產(chǎn)品進(jìn)行多次迭代之后對(duì)硬件進(jìn)行更改和升級(jí)。
特斯拉選擇自己獨(dú)立設(shè)計(jì)芯片可以讓其掌握芯片技術(shù)，但也會(huì)因?yàn)槌醮a(chǎn)品的缺陷而出現(xiàn)問(wèn)題?，F(xiàn)在已經(jīng)成熟的商用芯片已經(jīng)經(jīng)過(guò)了原始制造商和購(gòu)買的公司的檢查和測(cè)驗(yàn)，相對(duì)比較成熟，而特斯拉的芯片就只能由其自己進(jìn)行審查和測(cè)試了。
5、自研芯片耗費(fèi)巨大 也可拓寬特斯拉業(yè)務(wù)
想要使用自己設(shè)計(jì)的芯片，還有很多問(wèn)題需要注意。
特斯拉投入大量精力和資金去研發(fā)芯片是否值得？在研發(fā)芯片的時(shí)候要付出多少機(jī)會(huì)成本？
特斯拉選擇自己進(jìn)行芯片研發(fā)，意味著其不但要承擔(dān)原始的設(shè)計(jì)成本，還得承擔(dān)不斷升級(jí)和改進(jìn)芯片的持續(xù)成本。設(shè)計(jì)芯片不是一勞永逸的事情，人工智能芯片正在以驚人的速度發(fā)展，特斯拉選擇研發(fā)芯片也就要選擇升級(jí)改進(jìn)芯片。
當(dāng)選擇自己獨(dú)立設(shè)計(jì)芯片時(shí)，意味著還需要培養(yǎng)自己的專家，有了好的專家才能開發(fā)出更好的軟件。但這種專家只能自己培養(yǎng)，其他公司的專家對(duì)于特斯拉的技術(shù)并不了解，他們只熟悉原來(lái)公司的芯片知識(shí)體系。
但特斯拉選擇自研芯片也總算不用再看芯片商的臉色了，不用依賴其他公司的芯片。而另一個(gè)好處則是，特斯拉除了汽車業(yè)務(wù)之外，還能直接從事芯片設(shè)計(jì)和升級(jí)業(yè)務(wù)。
從成本角度來(lái)看，這并不是一個(gè)明智的選擇，那些認(rèn)為制造專有芯片成本低廉的公司可能并沒(méi)有完全參與芯片的設(shè)計(jì)和改進(jìn)過(guò)程。
這對(duì)于特斯拉來(lái)說(shuō)將會(huì)是一場(chǎng)賭局，特斯拉走出這一步到底是對(duì)是錯(cuò)只有時(shí)間能給出答案。
6、特斯拉冗余系統(tǒng)并不完美 自動(dòng)駕駛尚存難題
自動(dòng)駕駛汽車在運(yùn)行的時(shí)候需要車輛作出的每一個(gè)指令都正確，要從根本上減少事故的發(fā)生，因此就需要引入冗余的概念。
特斯拉將會(huì)在車內(nèi)裝載兩個(gè)相同的芯片，如果兩個(gè)芯片的判斷結(jié)果不一致，車輛就會(huì)放棄當(dāng)前的駕駛規(guī)劃，然后進(jìn)行下一次的捕獲和分析。
從表面上看，這個(gè)系統(tǒng)非常安全，但是仔細(xì)考慮也會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題。
如果其中一個(gè)芯片出現(xiàn)了問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)芯片的計(jì)算結(jié)果不一致，因此這套系統(tǒng)能夠避免一些事故的發(fā)生，但是這也僅僅是將問(wèn)題排除出去，卻不能從根本上解決問(wèn)題。
假如這種不一致的情況并非短暫的出現(xiàn)，而是一次又一次的反復(fù)出現(xiàn)，兩個(gè)芯片持續(xù)存在分歧，這種情況可能會(huì)推遲系統(tǒng)作出決定，這也同樣會(huì)造成嚴(yán)重的后果，因此不做決定不一定是最好的駕駛策略。
另一個(gè)存在問(wèn)題的地方是，兩個(gè)芯片必須完全保持一致。假如兩個(gè)芯片都做出了錯(cuò)誤的選擇，但由于它們達(dá)成了一致，這時(shí)就會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生。
因此在建立冗余系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)是兩套獨(dú)立且目的不同的系統(tǒng)，這樣才能保證安全行駛。
除此之外開發(fā)者還需要加強(qiáng)分析意識(shí)，如果兩個(gè)芯片無(wú)法達(dá)成共識(shí)，我們要知道他們產(chǎn)生分歧的原因。我們要從分歧中學(xué)習(xí)一些有價(jià)值的東西，這樣才能提高自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的決策能力。
很多自動(dòng)駕駛公司都有冗余的設(shè)計(jì)，特斯拉的冗余系統(tǒng)也不一定完全可靠，對(duì)于冗余的判斷不可武斷。
結(jié)語(yǔ)：特斯拉自研自動(dòng)駕駛芯片，仍難全自動(dòng)駕駛
特斯拉為了進(jìn)一步發(fā)展其自動(dòng)駕駛技術(shù)，自己組織團(tuán)隊(duì)研發(fā)了自動(dòng)駕駛AI芯片，在今年4月份首次公布了這款芯片的消息，目前，部分特斯拉車主已經(jīng)安裝上了這款芯片。
部分民眾認(rèn)為，特斯拉的這款芯片性能強(qiáng)悍，算力出眾，可以解決自動(dòng)駕駛中存在的大部分問(wèn)題，能夠憑借這款芯片真正的進(jìn)入自動(dòng)駕駛時(shí)代。
但事實(shí)是，這款芯片確實(shí)性能比較出眾，對(duì)于特斯拉本身來(lái)說(shuō)也非常重要，能夠促進(jìn)特斯拉自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展。但是這款芯片也仍然存在許多問(wèn)題，距離完全自動(dòng)駕駛還存在著不小的差距。
