焦點熱議:智能汽車，走向中央計算

80年代有一部名為《霹靂游俠》的科幻電視劇，男主Michael Knight擁有一輛無與倫比的智能汽車——KITT，這款車擁有自我意識，能夠像人類一樣交流互動。

要實現這一功能，主要依靠其大腦——一塊名為“奈特2000”的微型中央處理器，其運算速度為一秒十億次，并且可以通過中控單元控制車身各部分。

(資料圖片僅供參考)

顯然，當時的創作者對算力發展的預測還是過于保守了，如今的汽車計算平臺運算速度遠超于KITT，但還不能實現類似其的智能化體驗。飽含巧思的人們，將對未來智能汽車的暢想付諸于文字或熒屏，對于如何實現，似乎也在一定程度上指明了方向。

現實與科幻正在同一時空里交織，現實的智能汽車正朝KITT發展，最為類似的一點是汽車E/E架構，正向中央集中式架構演進。

走向中央計算

汽車智能化的發展伴隨著汽車功能的大幅增加，智能座艙、智能駕駛重塑汽車體驗，軟件定義汽車成為行業共識，成為打造智能汽車的標尺所在。但這也意味著汽車對算力和控制等方面的要求會越來越高，整車E/E架構的升級迫在眉睫。

在傳統的分布式架構中，功能系統的核心是ECU，汽車智能功能的升級主要依賴于ECU和傳感器數量的累加。隨著ECU的增加，車內的線束也會增多，對于控制整車成本和設計裝配都是挑戰。并且，各個ECU之間的計算能力無法協同，還會帶來算力浪費的弊端。

更明顯的弊端來自于供應鏈，因每個系統由不同的供應商提供，不同的ECU運行著不同的操作系統及應用軟件，難以統一維護升級，對汽車開發測試、制造成本及售后維護也帶來巨大壓力。

在此境況下，域集中式電子電氣架構以及更高階的中央計算+區域控制架構應運而生。這是一個在發展中融合的過程，多個ECU逐漸合并成域控制器，域控制器繼續融合，最終實現1個中央計算平臺+N個區域控制器的終極布局。

談及E/E架構的演變，繞不開特斯拉。2012年的Model S已出現功能域劃分的概念，到2017年，特斯拉又在Model 3上進一步嘗試了中央計算+區域控制器框架，出現中央計算雛形。

伴隨國內智能電動車產業的飛速發展，自主品牌車企不甘人后，域控制器架構時代已加速到來，基于中央計算+區域控制的硬件架構也逐漸成為主流趨勢，此趨勢在本屆上海車展上得到印證。小鵬、理想等新勢力車企以及上汽、廣汽等老牌車企均展示了自家的架構方案。

圖片來源：蓋世汽車研究院

以上汽零束銀河全棧3.0架構為例，其由2個HPC高性能計算單元和4個區域控制器構成。兩個HPC作為整車的計算中心，用于實現智能座艙、智能駕駛以及智能駕駛冗余備份等功能，4個區域控制器用于實現各自不同區域的相關功能。

廣汽埃安的星靈架構則是由3個核心計算單元和4個區域控制器構成，并采用了高速車載以太網為主干，結合5G通信技術，形成車內外高速互聯的架構。其中，3個核心計算單元包括中央運算單元、自動駕駛控制單元、信息娛樂控制單元。

此外，還有東風嵐圖ESSA架構、長城汽車- GEEP4.0架構、小鵬X-EEA3.0等，各家的架構設計并不一致，名稱也各不相同，但總體趨勢還是朝著中央計算+區域控制架構前進。

盡管當前的各家方案還稱不上完全的中央集中式，但“準中央集中式”架構方案的量產車型已開始上市，為實現最終目標進行先期嘗試。

中央集中架構是實現軟件定義汽車的前提，這意味著，誰先玩轉E/E架構，誰就有可能掌握軟件的主導權，從這點上來看，國內外車企花費大量資金和人力投資研發軟硬件架構，并不是無的放矢。

芯片提供支撐

想要中央集中式架構下的軟硬件發揮功用，離不開高算力芯片的支撐。在邁向中央計算的過程中，除了車身架構等方面的設計外，尋求更合適的芯片成為最大的難題。

以廣汽埃安的星靈架構為例，其中央運算單元搭載NXP S32G399網關計算芯片，座艙域控制可搭載高通8155或8295芯片，智駕域控制模塊則搭載華為昇騰610高性能芯片。

上汽零束則早在2021年就與芯馳科技達成戰略合作，就零束銀河全棧3.0體系，共同制定芯片和車輛電子體系結構的路線圖，尋找國產芯片的替代方案。

不甘寂寞的芯片廠商們，也在基于自家芯片產品進行提前規劃，發布跨域或中央計算架構，以及相應的芯片組合。

在2022年9月的英偉達2022年秋季GTC大會上，英偉達發布中央計算芯片DRIVE Thor，預計于2025年量產裝車。這款芯片最明顯的特征是其單顆芯片的AI算力達2000TOPS，主要為汽車的中央計算架構而打造。

另一國外芯片巨頭高通，也推出了多合一的智能汽車計算芯片Snapdragon Ride Flex SoC，旨在以單顆SoC同時支持數字座艙、ADAS和AD功能。

除英偉達、高通等國外廠商，國產芯片廠商近年來愈發活躍。

圖片來源：蓋世汽車研究院

在本次上海車展上，芯馳科技正式發布第二代中央計算架構SCCA2.0，其包含6個核心單元——1個高性能中央計算單元、1個智能車控單元、4個區域控制器。

其中，高性能中央計算單元采用X9、V9處理器作為開放式計算核心，智能車控單元則采用G9處理器和E3 MCU作為底盤域+動力域的集成控制器，4個區域控制器以E3多核MCU為核心，實現在車內四個物理區域的數據交互和各項控制功能。

黑芝麻智能也于車展前夕發布武當系列的首款芯片產品——C1200智能汽車跨域計算芯片平臺，預計在2023年內提供樣片。

就具體性能來看，C1200基于7nm制程，使用支持鎖步的車規級高性能CPU核A78AE和車規級高性能GPU核G78AE，內置Audio DSP模塊和每秒在線處理1.5G像素的自研NeuralIQ ISP模塊，可提供32KDIPMS的MCU算力，能同時處理大于12路高清攝像頭的輸入，支持高速率的MIPI。

黑芝麻智能CEO單記章表示，C1200的發布，標志著黑芝麻智能的戰略定位已從自動駕駛計算芯片轉為智能汽車計算芯片。這契合黑芝麻智能的三步走戰略規劃：

第一步，聚焦自動駕駛計算芯片及解決方案，實現產品的商業化落地，形成完整的技術閉環；第二步，根據汽車電子電氣架構的發展趨勢，拓展產品線覆蓋到車內更多的計算節點，形成多產品線的組合；第三步，不斷擴充產品線覆蓋更多汽車的需求，提供基于黑芝麻智能芯片的多種汽車軟硬件解決方案及服務。

其實，從黑芝麻三步走戰略中，可以一窺汽車E/E架構與芯片發展的趨勢，芯片廠商騰挪的空間進一步增大。

汽車E/E架構變化帶來的是整個智能汽車供應鏈體系的重構，車規芯片是其中至關重要的一環。要想在中央計算時代不落人后，對芯片廠商的產品能力和輔助車企進行軟硬件迭代升級的能力提出了更高的要求。

目前來看，基于單芯片打造中央計算平臺還比較困難，基于不同芯片打造運行良好的完備整車系統，要求芯片廠商對智能駕駛、智能座艙、車身、底盤等功能域具備一定的軟硬件架構設計能力。

影響不止于此

汽車E/E架構的改變，觸動的不止是車企和芯片廠商的神經，而是對整個汽車供應鏈變革都產生了深遠的影響。

硬件架構的變化、軟件技術的變革以及通信方式的變更都有所體現，給各領域的前沿玩家帶來發展的新機遇，也促使產業合作模式發生改變。

在傳統分布式架構之下，軟硬件高度耦合，在此基礎上，供應商往往以軟硬件打包出售的方式，供給主機廠。汽車一旦出廠，用戶體驗基本固化，非常不利于之后的維護和軟硬件升級，這與智能車常用常新的本質需求是相悖的。

當硬件趨向標準化，軟硬件實現解耦，讓軟件定義汽車逐漸成為現實。軟件的價值增大，以特斯拉為代表的智能電動車企已開始收獲軟件紅利。

車企組建軟件研發團隊屢見不鮮，軟件架構的創新已被提上日程。

上汽等傳統車企動作頻頻，比如上汽零束銀河全棧3.0架構的云管端SOA一體化軟件平臺，還有上汽重組設立創新研究開發總院，在軟件、人工智能、大數據、云計算等多個方面加強研發，這是傳統車企變革轉型的一角縮影。

而對于沒有包袱的新勢力而言，互聯網基因的加持、對于新事物的激進追求，讓其在軟件領域擁有先天優勢。但底蘊雄厚的傳統主機廠們正在縮小彼此的差距。主機廠智能電動汽車產品的競爭，最終歸于與時俱進的創新能力的競爭。

傳統供應商也在打造軟硬件全棧的研發能力，由零部件供應商向系統方案解決商轉型。安波福、博世、德賽西威等中外老牌供應商面對中央計算-區域控制架構的發展均做出規劃。

顯然，這不單是主機廠或者零部件供應商的游戲。

整車電子電氣架構的開發是一項系統工程，產業鏈復雜，哪怕一些標榜“全棧自研”的主機廠也無法實現所有環節的自研自控，但這并不妨礙其加強自研的投入，畢竟，主導權這種東西，終是此消彼長。

從另一個角度來看，這又促進了產業協作的新趨勢，特別在軟硬件解耦的大趨勢下，對于一些能力稍弱的主機廠而言，在產業鏈中搜尋適合自家發展的組合方案，是性價比更高的方式，而這也是產業更常態的一面。

E/E架構的升級，很大程度上是為了迎合智能化競爭的白熱化趨勢。芯片廠商、基礎軟件供應商等均迎來新一輪的發展機遇。

接下來一段時間里，主機廠可能在域控制器、中央計算平臺以及部分軟件領域力求發揮主要作用，具備集成能力的老牌供應商和先進技術開發能力的科技公司，將尋求更穩固的合作模式，產業分工將從混亂走向明晰。

結語

兵馬未動，糧草先行，產業鏈已開始為迎接終極架構進行預演。域控方案的爆發、跨域融合的發展，正在為E/E架構的突破進化添磚加瓦。

用芯馳科技CEO程泰毅的一句話來總結：“我們正處于汽車智能化的飛躍時期，車廠、Tier1 和芯片企業正從單純的供應關系走向共同規劃、共同定義、共同開發的共贏合作方式。”

當然，只有行業形成合力，避免盲目內卷，才能共同促進產業繁榮，以實現中央集中式架構早日普惠廣大消費者。