【Waymo自研晶片量產】台積電5納米 算力破1000 TOPS 每車兩顆晶片 航太級雙備援 劍指第六代降成本
消息指,Waymo自行研發的專用集成電路(ASIC)晶片已經正式投入量產,並已配置於旗下最新一代無人出租車(Robotaxi)之上。這款晶片由台積電採用5納米製程代工生產,算力突破1000 TOPS(每秒兆次運算),與市場上主流自動駕駛運算平台相若。有報道指,是次自研晶片量產,標誌Waymo正式加入車廠「自研晶片」競賽行列,目的是減少對Nvidia及AMD等第三方晶片供應商的依賴。
斷奶行動:由外購走向自研
據報道,Waymo過去在感測器處理與運算平台方面,長期依賴Nvidia及AMD等第三方晶片供應商,亦曾採用Intel的FPGA處理感測數據。今次自研ASIC晶片正式量產,意味Waymo在核心的機器學習(ML)運算環節上,首次擁有自主可控的硬件方案。不過,公開資料顯示,Waymo並非要完全摒棄第三方夥伴——現時仍與AMD、Micron、Nvidia、三星、SanDisk及Socionext等公司合作,由這些夥伴提供系統協調、數據傳輸及記錄等非機器學習運算的組件,換言之新晶片主力專攻AI推理,其餘工作仍交由外部供應商分擔。
兩億英里數據餵養 卷積神經網絡與Transformer雙軌並行
消息指,這款自研晶片的訓練基礎,建基於Waymo超過2億英里(約3.2億公里)的真實自動駕駛數據。晶片同時支援傳統卷積神經網絡架構,以及近年大熱的Transformer架構優化,兩者並行運作,讓晶片得以同時處理成熟穩定的運算模型,以及較新型、能夠捕捉更複雜情境的判斷邏輯。有報道形容,晶片的設計目標是消除傳感延遲,由攝影鏡頭、光學雷達(LiDAR)及雷達等多組感測器擷取第一個像素起,到車輛作出反應之間的時間差要盡量壓縮至最短,因為自動駕駛的安全判斷往往要在毫秒之間完成。
低光源辨識強化 黑夜行車不再靠估
據報道,晶片具備即時時域降噪(temporal denoising)功能,透過比對相鄰畫面的方式去除雜訊,藉此強化車輛在低光源環境下的辨識能力。對於長時間在城市街道行駛的無人的士而言,夜間或惡劣天氣下的感知準確度,一向是自動駕駛技術最受質疑的環節之一。今次晶片內建的降噪運算,某程度上是針對外界對「黑夜盲點」的疑慮而設計。
航太級雙備援 一顆死機另一顆秒接手
公開資料顯示,Waymo在每輛自動駕駛車輛上配置兩顆自研ASIC晶片,兩者在正常運作下如同一個運算單元;然而一旦其中一顆晶片故障或運算結果出錯,另一顆晶片會即時接管運算工作,確保系統不會中斷。有報道將這種設計形容為「航太級」備援標準,意指其備援可靠度可媲美飛機系統的多重備援要求。晶片本身亦透過車輛的冷卻系統進行液冷降溫,維持運算單元在最佳溫度區間運作。
| 項目 | 自研前(第三方方案) | 自研後(Waymo ASIC) | 洞察 |
|---|---|---|---|
| 核心供應商 | Nvidia、AMD、Intel FPGA | Waymo自研ASIC(台積電代工) | 由外購轉向自主可控,惟非全面替代 |
| 製程 | 視乎供應商平台而定 | 台積電5納米製程 | 製程對齊消費級旗艦晶片水平 |
| 算力 | 與市場主流方案相若 | 突破1000 TOPS | 算力提升同時強調能效比 |
| 備援設計 | 視乎個別車型配置 | 每車兩顆晶片、航太級雙備援 | 安全冗餘規格向航太工業看齊 |
| 訓練數據 | – | 逾2億英里真實自駕數據 | 數據量為算法優化基礎 |
| 算法架構 | 主要為卷積神經網絡 | 卷積神經網絡與Transformer並行 | 兼顧成熟穩定性與新型判斷能力 |
| 應用車款 | 捷豹I-Pace等第五代車隊 | 第六代系統、極氪(Zeekr)合作車款 | 新車款劍指降低製造與營運成本 |
劍指第六代降本 商業化規模戰打響
消息指,今次投產的自研晶片屬於Waymo第六代自動駕駛系統的一部分,目前已配置於與吉利旗下極氪(Zeekr)合作生產的新一代無人的士。相較於Waymo過去採用的捷豹I-Pace車型,新一代車款被指在製造、營運及維護成本上均大幅下降,被視為推動業務規模化及邁向盈利的關鍵一步。有分析指出,Waymo過去八年間整體運算能力已提升20倍,目前每周處理逾50萬宗載客訂單,服務範圍覆蓋美國11個城市,包括三藩市、鳳凰城及亞特蘭大等地。
自研晶片能否真正令Waymo擺脫對外部供應商的依賴,抑或只是分散風險的其中一步棋,最終仍要視乎規模化後的成本效益是否如預期兌現。無人駕駛的商業化競賽,才剛剛駛入下一個賽段。
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