特斯拉自研芯片终出现：14nm工艺，单芯片最高72TOPS算力-特斯拉芯片架构

 

著名电动汽车厂商特斯拉今天在其自动驾驶日活动上宣布了首款自研自动驾驶芯片，这也是特斯拉自动驾驶芯片首次露面。

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虽然特斯拉因为自燃事件让很多人对其生产的电动汽车产生了一丝担忧，不过特斯拉并没有打算停下脚步。在今天特斯拉举办自动驾驶日活动中，马斯克及各位高管展示了其公司对自动驾驶的研究情况。其中最吸引眼球的就是传言已久的特斯拉自研自动驾驶芯片首次公开亮相，而且也公布了诸多细节。

图片来自特斯拉，主板正面

芯片设计大神曾Jim Keller加盟特斯拉，领导自研AI芯片的开发，虽然Jim在2018年就离开了，不过这个项目并没有中断。在今天的自动驾驶日活动中，特斯拉也详细介绍了由这款芯片组成的电脑及芯片细节。

图片来自特斯拉，双芯片独立运行，可做冗余，强大的数据感知处理性能

首先介绍了新款的自动驾驶电脑，在这款电脑的主板上搭载了两块全新的自研芯片，作为冗余，可以独立运算。每块芯片周围有四块DRAM内存。同时配有冗余电源保证供电。

在这两块芯片拥有完整的传感器感知功能，包括雷达、GPS甚至是转向角度等数据都能获取感知到。

图片来自特斯拉，芯片大图

而重头戏就是自研芯片了。首先是封装大小，FSD芯片的封装大小为37.5mm*37.5mm，面积约为1406平方毫米，同时采用BGA封装，有2116个引脚。

图片来自特斯拉，实际DIE面积260平方毫米

揭开芯片盖，能看到实际芯片的DIE，实际面积也不小，为260平方毫米。

图片来自特斯拉，DIE照片

特斯拉这次对芯片有比较详细的解释，可以看到芯片采用14nm FinFET工艺制造，面积为260平方毫米，有60亿晶体管。

记下来特斯拉也详细介绍了芯片各个功能的分布情况。包括视频输入(自动驾驶汽车多个相机采集到的数据)、LPDDR4内存控制器、图像信号处理器等。

图片来自特斯拉，视频输入部分每秒可以处理2.5G像素的数据

图片来自特斯拉，芯片采用LPDDR4内存，而内存控制器峰值带宽68GB/s

图片来自特斯拉

图像信号处理器每秒能处理1G像素，24bit流水线，有先进的色彩映射及降噪处理能力。

图片来自特斯拉

重中之重就是神经网络处理器了。它拥有32M的SRAM，双核心，每个核心在2GHz频率下拥有36TOPS的性能，所以双核共有72TOPS的性能。整个主板就有了144TOPS的性能。

图片来自特斯拉，视频编码器可以处理H.265编码，这种编码可以在较低的容量情况下实现较高的画质

图片来自特斯拉

除了神经网络处理器，这款芯片还内置GPU。在1GHz频率下的性能有600GFOPS，能够实现FP32及FP32计算。不支持FP16等半精度计算功能，所以这款GPU应该不会负责AI运算。

图片来自特斯拉

主处理器采用12核心ARM Cortex-A72处理器，频率为2.2GHz。(确实没看错，12核)

图片来自特斯拉，针对驾驶控制，特斯拉也在芯片中内置了Safety System，保证控制系统运行稳定

图片来自特斯拉

由于自动驾驶需要处理海量的数据，所以数据安全也是需要考量的。所以Security System保证运行的代码是经过特斯拉签名的，未经允许的代码是不能运行在采用这款芯片的特斯拉电动汽车上的。

图片来自特斯拉，神经网络芯片的精简指令集系统

图片来自特斯拉

除了硬件，特斯拉也针对软件进行了优化。开发了自己的神经网络编译器。能够充分利用神经网络处理器中的SRAM等优势。

图片来自特斯拉，功耗有所提升

图片来自特斯拉，但相对成本下降

图片来自特斯拉，更强的数据处理能力

图片来自特斯拉，最终一台电脑中双芯片可提供144TOPS的性能

最后就是功耗方面，特斯拉表示最新的处理器功耗有所提升，不过相对成本反而下降了一些，同时实际处理性能有大幅度提升。最终得到的结果就是单块主板就能提供144TOPS的AI性能。

根据TechCrunch的报道，马斯克称大约一个月前将旗下的Model S及Model X的NVIDIA平台电脑换成定制芯片，而Model 3也在10天前更换定制芯片。

图片来自特斯拉，FSD电脑与之前使用的NVIDIA的电脑外观基本相似，所以可以完成快速更换

同时下一代芯片的设计工作也在进行中，目前已完成了一半，要比目前的芯片好三倍，但是可能还有两年才能完成。实际上目前完成的这款芯片是在一年半或两年前完成的。现有车主更换全新的FSD系统需要额外支付5000美元，同时也包含了Summon及Mavop on Autopilot功能。

现在特斯拉已经储备了大量的自动驾驶数据，全新的自研芯片让特斯拉汽车的数据处理能力，进一步提升，而且根据马斯克的说法，第一代芯片已经开始部署，下一代芯片开发也有一半，相信以后更加完善的车辆驾驶辅助甚至是自动驾驶能更快到来。