解鎖多個(gè)“首次”！Arm全新汽車技術(shù)可縮短多達(dá)兩年的開(kāi)發(fā)周期

當(dāng)前，汽車行業(yè)的發(fā)展正處于從“軟件定義”邁向“AI定義”的關(guān)鍵階段。這一變革不僅給傳統(tǒng)的汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)，同時(shí)也讓未來(lái)汽車中的軟件和計(jì)算變得越來(lái)越復(fù)雜。

在此背景下，Arm推出了豐富的硬件IP、新的系統(tǒng)IP，以及全新的汽車計(jì)算與計(jì)算子系統(tǒng)產(chǎn)品路線圖，旨在為各種汽車應(yīng)用實(shí)現(xiàn)性能、功能安全、可擴(kuò)展等方面的支持。

為了讓行業(yè)更加全面地了解這些創(chuàng)新成果，在近日舉辦的Arm技術(shù)媒體溝通會(huì)上，Arm汽車事業(yè)部全球市場(chǎng)副總裁Dennis Laudick對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并分享了相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用情況。

圖：Arm汽車事業(yè)部全球市場(chǎng)副總裁Dennis Laudick

解鎖多個(gè)“首次”，引領(lǐng)行業(yè)創(chuàng)新

據(jù)Dennis Laudick介紹，Arm作為汽車半導(dǎo)體設(shè)計(jì)領(lǐng)域的主要參與者，目前已經(jīng)擁有了高效小巧的Cortex-M系列處理器、Cortex-R系列實(shí)時(shí)處理器、Cortex-A系列處理器、GPU、ISP（圖像信號(hào)處理器）以及系統(tǒng)IP等產(chǎn)品。然而，隨著汽車軟件數(shù)量爆發(fā)式的增長(zhǎng)，整個(gè)行業(yè)都需要重新思考汽車產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程。因此，Arm已經(jīng)開(kāi)始探索未來(lái)產(chǎn)品將被如何應(yīng)用，以及如何幫助客戶解決在打造終端解決方案時(shí)所面臨的難題。

對(duì)于汽車而言，一個(gè)完整的技術(shù)堆棧應(yīng)該由幾部分構(gòu)成?！霸诔Ｒ?jiàn)的汽車技術(shù)堆棧中，最底層是基礎(chǔ)硬件，也是Arm技術(shù)被廣為人知的應(yīng)用層級(jí)；而在基礎(chǔ)硬件之上，需要有基礎(chǔ)軟件，比如操作系統(tǒng)；在操作系統(tǒng)之上，則是各種應(yīng)用軟件。因此，我們不僅發(fā)布了全新的底層基礎(chǔ)硬件，還一并帶來(lái)了完整的技術(shù)堆棧?！盌ennis Laudick介紹說(shuō)。

1、Arm Neoverse V3AE

對(duì)于Arm來(lái)說(shuō)，本次帶來(lái)的一系列新品，其中有很多都是“首次”應(yīng)用。比如，Arm首次將服務(wù)器級(jí)別性能的Neoverse引入到汽車應(yīng)用中，從而推出了Arm Neoverse V3AE。

“我們之所以這樣做，是因?yàn)槿斯ぶ悄軐?duì)汽車行業(yè)高端應(yīng)用的需求越來(lái)越大。與Arm上一代性能最強(qiáng)的AE IP（Cortex-A78AE）相比，Neoverse V3AE每核性能可提升50%；同時(shí)，它還能夠?qū)rmv9架構(gòu)在安全、人工智能方面的優(yōu)勢(shì)帶入到汽車領(lǐng)域，與我們所有的汽車產(chǎn)品一樣，Neoverse V3AE完全支持汽車行業(yè)所需的安全機(jī)制?！盌ennis Laudick解釋說(shuō)。

作為一家全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與軟件平臺(tái)公司，Arm看到人工智能和軟件將更高的算力需求引入到了汽車領(lǐng)域，而市場(chǎng)對(duì)這款產(chǎn)品抱有很大的興趣。例如，英偉達(dá)新一代集中式車載計(jì)算平臺(tái)NVIDIA DRIVE Thor就采用了Neoverse V3AE，以此來(lái)為AI加速的自動(dòng)駕駛和先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）工作負(fù)載帶來(lái)服務(wù)器級(jí)的性能。

圖：Arm帶來(lái)最豐富的硬件IP、新的系統(tǒng)IP，以及計(jì)算子系統(tǒng)路線圖

2、Arm Cortex-A720AE和Arm Cortex-A520AE

與此同時(shí)，Arm首次將Armv9架構(gòu)技術(shù)帶入汽車應(yīng)用，更新了Cortex-A的兩款產(chǎn)品，推出了Cortex-A720AE和Cortex-A520AE。在保證汽車的安全、機(jī)器學(xué)習(xí)和虛擬化功能等方面進(jìn)一步提升的同時(shí)，為廣泛的軟件定義汽車（SDV）應(yīng)用帶來(lái)業(yè)界領(lǐng)先的持續(xù)性能及SoC的設(shè)計(jì)靈活性。更新后的Cortex-A處理器還實(shí)現(xiàn)了大量的功能提升，比如目前可支持多達(dá)14個(gè)分核鎖步內(nèi)核。

“我們的處理器都支持汽車增強(qiáng)功能。在這些功能之上，我們還拓展和支持了更多的新功能，比如從汽車安全的角度出發(fā)，我們過(guò)去支持分核和鎖步的CPU，它們可以獨(dú)立運(yùn)行或者同步運(yùn)行，但這也使得客戶不得不在性能和成本之間做出選擇。此次，我們還引入了第三種模式——混合模式，能夠幫助客戶在安全性和成本之間實(shí)現(xiàn)平衡。”Dennis Laudick補(bǔ)充道。

3、Arm Cortex-R82AE

除此之外，Arm還首次將64位計(jì)算引入到實(shí)時(shí)處理器中，推出了Arm Cortex-R82AE。這是Arm第一款64位Cortex-R實(shí)時(shí)處理器，也是Arm迄今為止性能最高的功能安全實(shí)時(shí)處理器。它不僅可以和Cortex-A、安全島配合使用，隨著64位的引入，它還可以更自然地作為安全島來(lái)支持Cortex-A。因此，Arm Cortex-R82AE一經(jīng)面世，就受到了行業(yè)內(nèi)的高度關(guān)注。

升級(jí)技術(shù)應(yīng)用，助力高效開(kāi)發(fā)

作為本次發(fā)布的重頭戲之一，Arm還更新了Mali ISP（圖像信號(hào)處理器），推出了Arm Mali-C720AE。據(jù)悉，這是一款可配置的圖像信號(hào)處理器（ISP），專為最苛刻的計(jì)算機(jī)視覺(jué)和人類視覺(jué)用例而優(yōu)化設(shè)計(jì)。Mali ISP一大的特點(diǎn)就是可以支持多管線并行，目前已在全球數(shù)百萬(wàn)輛汽車上運(yùn)行。

一般情況下，人類視覺(jué)對(duì)應(yīng)的攝像頭系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法，對(duì)輸入數(shù)據(jù)的處理方式全然不同。而在此次更新后，Mali ISP可以同時(shí)支持人類視覺(jué)與計(jì)算機(jī)視覺(jué)的處理類型，實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行。此外，對(duì)于ISP而言的最大一個(gè)挑戰(zhàn)就是需要大量的手動(dòng)調(diào)優(yōu)，但此次更新后，Mali ISP支持可微分，基本上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)優(yōu)。

展望未來(lái)，汽車系統(tǒng)只會(huì)變得更加復(fù)雜，對(duì)功能安全的需求也會(huì)隨之加劇。不過(guò)，隨著全新產(chǎn)品的推出，Arm在各個(gè)方面都進(jìn)一步拓展了產(chǎn)品路線圖以及產(chǎn)品的功能。據(jù)Dennis Laudick透露，Arm正在計(jì)劃針對(duì)汽車應(yīng)用提供計(jì)算子系統(tǒng)，將其AE IP的配置進(jìn)行預(yù)集成與驗(yàn)證，并在先進(jìn)的代工工藝上，對(duì)性能、功耗和面積進(jìn)行優(yōu)化。“在今天眾多的‘首次’中，其實(shí)還包括首次宣布Arm汽車計(jì)算子系統(tǒng)（CSS）的路線圖，Arm將于2025年交付首款汽車應(yīng)用的CSS?！?/span>

為了進(jìn)一步說(shuō)明Arm汽車計(jì)算子系統(tǒng)（CSS）的功能和作用，Dennis Laudick分享了相關(guān)示例。據(jù)悉，Arm針對(duì)汽車應(yīng)用的計(jì)算子系統(tǒng)是一個(gè)CPU集群，內(nèi)置了互聯(lián)、安全島和安全功能，它可以幫助合作伙伴以更低的成本和風(fēng)險(xiǎn)、更快的速度構(gòu)建產(chǎn)品。而Arm之所以設(shè)計(jì)這種集群，正是為了響應(yīng)市場(chǎng)和合作伙伴提出的需求。

圖：Arm汽車計(jì)算子系統(tǒng)（CSS）示例

事實(shí)上，Arm在汽車領(lǐng)域已經(jīng)深耕了30多年，其關(guān)鍵的發(fā)展里程碑包括：2000年初推出的支持鎖步安全功能的CPU；2018年推出的專為汽車應(yīng)用打造的汽車增強(qiáng)（AE）IP；2021年發(fā)起的名為“SOAFEE”（面向嵌入式邊緣的可擴(kuò)展開(kāi)放架構(gòu)）的項(xiàng)目，該項(xiàng)目旨在讓生態(tài)系統(tǒng)中的合作伙伴實(shí)現(xiàn)共同協(xié)作，解決汽車行業(yè)面臨的軟件層面的挑戰(zhàn)。

而此次發(fā)布的全新汽車計(jì)算與計(jì)算子系統(tǒng)產(chǎn)品路線圖，則代表著Arm邁向未來(lái)的下一個(gè)里程碑！

凝聚行業(yè)力量，共繪發(fā)展藍(lán)圖

值得一提的是，除了發(fā)布以上新產(chǎn)品、新技術(shù)之外，Arm還攜手生態(tài)伙伴推出了虛擬原型解決方案，通過(guò)云端的虛擬實(shí)例或者虛擬原型平臺(tái)，就能實(shí)現(xiàn)汽車軟硬件同步開(kāi)發(fā)。

我們都知道，傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)通常采用的是線性流程。也就是說(shuō)，如果要開(kāi)發(fā)一個(gè)新的產(chǎn)品，就必須要等到物理硬件就緒，開(kāi)發(fā)者才能啟動(dòng)軟件開(kāi)發(fā)。然后，等軟件開(kāi)發(fā)完成后，才能進(jìn)行系統(tǒng)的集成和測(cè)試。這一過(guò)程往往需要耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，而智能時(shí)代是軟件數(shù)量爆發(fā)的時(shí)代，這種傳統(tǒng)線性的開(kāi)發(fā)模式已經(jīng)無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。因此，Arm推出了新的虛擬原型平臺(tái)。

對(duì)于行業(yè)參與者來(lái)說(shuō)，虛擬原型解決方案的最大優(yōu)點(diǎn)就是，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，縮短汽車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的時(shí)間。“有了這套解決方案，我們?cè)谖锢硇酒途w之前，就可以啟動(dòng)基于Arm AE IP的軟件開(kāi)發(fā)了，也就是軟硬件同步設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，由此可以顯著縮短整體開(kāi)發(fā)時(shí)間。”Dennis Laudick談到：“我們從汽車生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的反饋得知，該解決方案可以幫助他們縮短多達(dá)兩年的軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間。”

據(jù)了解，Arm為了推出這款虛擬原型平臺(tái)，從生態(tài)系統(tǒng)中召集了大量的合作伙伴，其中不乏BlackBerry QNX、紅帽（Red Hat）、Eletrobit、維克多（Vector）等汽車操作系統(tǒng)供應(yīng)商，以及TIER IV、LeddarTech、Autoware Foundation等汽車應(yīng)用合作方。在業(yè)界領(lǐng)先的新一代Arm AE IP上利用虛擬原型開(kāi)發(fā)，在基于行業(yè)共同協(xié)作下的全棧軟件中實(shí)現(xiàn)更早、更無(wú)縫的開(kāi)發(fā)體驗(yàn)。

圖：Arm已在汽車領(lǐng)域深耕30多年

“Arm在滿足未來(lái)汽車中更多的軟件和計(jì)算復(fù)雜性所需的解決方案中，不僅推出了令人興奮的硬件產(chǎn)品組合，還帶來(lái)了虛擬原型平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了在物理芯片就緒前啟動(dòng)基于Arm AE IP的軟件開(kāi)發(fā)；同時(shí)，還通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)完善了整個(gè)技術(shù)堆棧，并宣布了首款汽車應(yīng)用的計(jì)算子系統(tǒng)（CSS）預(yù)計(jì)于2025年交付?！盌ennis Laudick總結(jié)道，基于這些新產(chǎn)品和新技術(shù)，Arm為賦能汽車生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展又邁出了關(guān)鍵一步。

可以預(yù)見(jiàn)，在這些創(chuàng)新成果的推動(dòng)下，Arm將助力未來(lái)的汽車開(kāi)發(fā)流程變得更加簡(jiǎn)單高效。