Arm 驅(qū)動(dòng)汽車行業(yè)芯粒開發(fā)與部署

汽車的算力需求呈現(xiàn)持續(xù)增長的態(tài)勢。為了追求更高的自動(dòng)駕駛性能、先進(jìn)的車內(nèi)體驗(yàn)，以及向電氣化的轉(zhuǎn)變，軟件和人工智能 (AI) 正在加速發(fā)展，驅(qū)動(dòng)一個(gè)由 AI 賦能的軟件定義汽車 (SDV) 時(shí)代。

與此同時(shí)，先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)、自動(dòng)駕駛和車載信息娛樂 (IVI) 等關(guān)鍵的汽車用例，需要采用異構(gòu)計(jì)算方法來滿足復(fù)雜的計(jì)算要求。以 IVI 為例，它正逐步演變?yōu)槿娴臄?shù)字平臺(tái)，配備更多高分辨率顯示屏，并引入眾多新的應(yīng)用。同時(shí)，ADAS 也在不斷擴(kuò)增新的計(jì)算特性和安全功能，兩者均對 AI 性能提出了更高的要求。

從經(jīng)濟(jì)學(xué)和物理學(xué)的角度來看，為滿足高算力需求而打造的單片芯片，因其晶體管數(shù)量增加且周期時(shí)間延長，正變得愈加復(fù)雜和昂貴。AI 技術(shù)的迅猛發(fā)展會(huì)讓這一挑戰(zhàn)愈發(fā)嚴(yán)峻。為此，行業(yè)迫切需要探索新的芯片構(gòu)建方式，其中一種創(chuàng)新方法就是芯粒 (chiplet)。

芯粒技術(shù)通過堆疊、分區(qū)和互連多個(gè)半導(dǎo)體晶粒 (die)，實(shí)現(xiàn)了更為緊湊的芯片設(shè)計(jì)，進(jìn)而提升了性能，并降低了功耗。這種先進(jìn)的封裝技術(shù)還降低了設(shè)計(jì)成本，支持一系列有趣的新穎芯片設(shè)計(jì)，并能夠跨不同供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)兼容，這對于在 SDV 中采用多樣化硬件的汽車行業(yè)來說，無疑是一大利好。

標(biāo)準(zhǔn)化對于新興芯粒市場尤為關(guān)鍵，尤其是汽車行業(yè)，因?yàn)槠囆袠I(yè)需要在多種應(yīng)用中采用異構(gòu)計(jì)算方法。標(biāo)準(zhǔn)化通過支持不同供應(yīng)商的硬件無縫協(xié)同工作，避免了生態(tài)系統(tǒng)碎片化，同時(shí)促進(jìn)建立多供應(yīng)商芯粒供應(yīng)鏈，為企業(yè)提供性能和商業(yè)差異化的機(jī)遇。這對于利用 CPU、GPU 和 NPU 等多樣化計(jì)算組件的芯粒尤為關(guān)鍵。例如，芯粒技術(shù)允許拆分系統(tǒng)級(jí)芯片 (SoC) 設(shè)計(jì)，并將大量專用計(jì)算任務(wù)轉(zhuǎn)移到 AI 加速器晶粒上。

此外，標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施對于應(yīng)對日益廣泛的 汽車行業(yè)安全挑戰(zhàn) 至關(guān)重要，因?yàn)殡S著計(jì)算和軟件水平的提高，車輛的潛在受攻擊面也在不斷擴(kuò)大。

為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，我們需要一個(gè)通用架構(gòu)，作為新一代芯粒技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，我們正與 20 多家來自汽車、基礎(chǔ)設(shè)施和移動(dòng)設(shè)備市場的合作伙伴攜手合作，共同推進(jìn) Arm 芯粒系統(tǒng)架構(gòu) (Chiplet System Architecture, CSA) 。借由將不同芯粒類型的設(shè)計(jì)選擇進(jìn)行更好的標(biāo)準(zhǔn)化，行業(yè)在邁向系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)能在多個(gè)供應(yīng)商間實(shí)現(xiàn)更廣泛的芯粒中組件的復(fù)用，包括物理設(shè)計(jì) IP 和軟 IP。此舉有助于避免芯粒市場出現(xiàn)不必要的碎片化。

與硬件標(biāo)準(zhǔn)化一樣，我們同樣需要一個(gè)由標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)的軟件架構(gòu)。SOAFEE 是一項(xiàng)全行業(yè)倡議，Arm 在其中起到主導(dǎo)作用，旨在通過提升互操作性并加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)協(xié)作的統(tǒng)一架構(gòu)框架，推動(dòng)軟件的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。這一舉措推動(dòng)了汽車中軟件解決方案和軟件定義功能的順利開發(fā)與部署，進(jìn)而促進(jìn)了硬件技術(shù)的進(jìn)步，例如芯粒的集成。SOAFEE 還促進(jìn)了車輛硬件與軟件的解耦，這對于在汽車市場中充分發(fā)揮芯粒技術(shù)的潛力至關(guān)重要，因?yàn)檫@能增強(qiáng)組件間的靈活性與互操作性，降低了開發(fā)成本，并縮短了開發(fā)周期。

作為邁向高性能計(jì)算的其中一環(huán)，芯粒技術(shù)為生態(tài)系統(tǒng)提供了許多具吸引力的 SoC 設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)。目前，Arm 提供了靈活的計(jì)算平臺(tái)，將助力芯粒生態(tài)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。我們產(chǎn)品的一大優(yōu)勢在于提供了一系列可復(fù)用的 IP 組件，合作伙伴可將我們的 IP 組件集成到大型系統(tǒng)中，這一點(diǎn)在我們 新推出的汽車增強(qiáng) IP 技術(shù) 中得到了很好的體現(xiàn)。

Arm 在多樣化的芯粒生態(tài)系統(tǒng)中扮演核心角色。我們所參與的標(biāo)準(zhǔn)化舉措和協(xié)作，有助于確保汽車市場中芯粒技術(shù)的互操作性和性能，同時(shí)降低復(fù)雜性并加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。我們已經(jīng)將生態(tài)系統(tǒng)的各方力量匯聚于新的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)劃之下，這將催生一個(gè)建立在 Arm 平臺(tái)上的繁榮且多樣化的芯粒生態(tài)系統(tǒng)。隨著我們與行業(yè)伙伴的緊密協(xié)作，構(gòu)建面向未來的多供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)，這一發(fā)展進(jìn)程必將得到進(jìn)一步的加速。