英伟达（纳斯达克股票代码：NVDA）已投资多年和数十亿美元开发将 ARM CPU 内核与英伟达的 GPU 技术相结合的片上系统。直到最近，Nvidia 还在努力为其 SOC 寻找市场，尽管 ARM 架构几乎支持所有移动设备。
2017 年左右，英伟达将其 SOC 业务转向当时的新应用——自动驾驶。虽然事实证明真正的车辆自动驾驶难以捉摸，但 Nvidia 的合作伙伴现在能够提供不需要持续监控驾驶员的驾驶员辅助系统。其中之一，梅赛德斯-奔驰 Drive Pilot 系统，是第一个获得德国政府批准的系统。
Drive Pilot
梅赛德斯-奔驰推出 Drive Pilot，这是世界上第一个获得德国政府批准的 3 级驾驶员辅助系统。
去年 12 月，梅赛德斯-奔驰宣布其 Drive Pilot 系统是第一个获得德国联邦汽车运输管理局批准的系统。Drive Pilot 被认为是 SAE 定义下的“3 级”高级驾驶员辅助系统 (ADAS)。与其他 ADAS 系统不同，Drive Pilot 不需要驾驶员不断监督系统并准备好进行控制。
美国汽车工程师学会
梅赛德斯公告总结了该系统的工作原理：
在合适的高速公路路段和交通密度高的地方，DRIVE PILOT 可以提供接管驾驶，最初最高可达 37 英里/小时的法律允许速度。为此所需的控件位于方向盘轮辋上，位于拇指凹槽的左右上方。当驾驶员激活 DRIVE PILOT 时，系统会控制速度和距离，并在车道内轻松引导车辆。
相应地考虑路线概况、路线上发生的事件和交通标志。该系统还可以对意外的交通情况做出反应并独立处理，即通过车道内的规避操作或制动操作。
Drive Pilot 使用一整套雷达、激光雷达、超声波和摄像机传感器：
方向盘上的绿灯指示何时满足在 3 级模式下启用 Drive Pilot 的条件：
当不满足所有条件（例如高速公路速度）时，Drive Pilot 也可以在 2 级模式下运行。因此，车道保持和紧急制动等功能仍然可用，但需要驾驶员准备好控制。
上面引用的 Design News 文章的作者 Dan Carney 描述了让 Drive Pilot 进行驾驶的感觉：
在梅赛德斯-奔驰 Immendingen 试验场驾驶该公司的 EQS 电动全尺寸轿车环绕椭圆形轨道时，梅赛德斯工程师尽最大努力鼓励我在汽车的信息娱乐显示屏上玩俄罗斯方块，即使我坐在方向盘后面。
梅赛德斯工程师借此机会展示了 Drive Pilot 的各种功能：
后来，在缓慢但稳定的车流中巡航时，另一名梅赛德斯司机猛扑过去，在继续驶入相邻车道之前，猛烈地穿过 EQS 的车头，就像一个即将错过出口的司机可能会做的那样。在这种情况下，功能较弱的驾驶员辅助系统会失去冷静，在如此接近前方的车辆突然出现时，会因歇斯底里的恐惧而刹车。但 Drive Pilot 足够聪明，可以识别汽车私人空间中的路过入侵者，并让违规者一秒钟就可以上路。
它充分说明了梅赛德斯对该系统的信心，即他们愿意带一名记者进行示范，尽管是在受控条件下。相比之下，特斯拉 ( TSLA ) 的 Autopilot 仍被美国国家公路交通安全管理局视为 2 级系统。
该公告几乎没有提及底层技术，但在 1 月份的 CES 上，Nvidia透露它为 Drive Pilot 提供了“全栈”硬件和软件。在演讲开始大约 34 分钟时，汽车业务副总裁兼总经理 Ali Kani 表示：
我们有一些合作伙伴只是购买我们的芯片和核心操作系统，同时开发自己的软件应用程序。其他合作伙伴，例如梅赛德斯奔驰，在整个堆栈中都依赖我们。从我们在每辆车的 Nvidia 计算机上运行的自动驾驶软件，到在云中训练 AI 模型，再到合成数据生成，再到车辆验证和通过模拟测试新功能，最终通过无线方式推送到每辆梅赛德斯奔驰汽车。
英伟达已正式成为汽车供应链中技术最先进部分的知名汽车品牌值得信赖的合作伙伴。
Drive Pilot 似乎是目前正在生产的唯一 3 级系统。据CNET报道，奥迪早在 2020 年就计划推出 3 级系统，但出于责任考虑而取消了该系统。
根据Electronic Design的说法，Polestar 的下一代电动汽车 Polestar 3 将采用基于 Volvo Ride Pilot 的 Level 3 系统。沃尔沃长期以来一直是 Nvidia 在 ADAS 开发方面的合作伙伴，Ride Pilot 是基于 Nvidia Drive 硬件的。Polestar 3 将于今年发布。
据 Electronic Design 称，宝马将在 2023 年 7 系中提供基于 Mobileye 技术的 Level 3。但是，我对时机和可用性有点怀疑，因为 Mobileye 最适合 Level 3 的处理器是 1 月份在 CES 上推出的 EyeQ Ultra。正如我在下面讨论的那样，EyeQ Ultra 直到 2025 年才会投入生产。
电子设计文章还提到了其他功能非常强大的系统，例如通用汽车的 Ultra Cruise、特斯拉的全自动驾驶测试版，甚至是 Lucid 的 DreamDrive。但这些都不是 3 级系统。相反，它们是“免提”系统，仍然需要驾驶员保持警惕并注意汽车和驾驶条件。
Nvidia 的 Orin 片上系统
Powering Drive Pilot 是 Nvidia 的 Orin 片上系统，它的性能超越了 Tesla 和 Mobileye，目前正在生产中。
英伟达在 2019 年 12 月的中国 GPU 技术峰会上推出了 Orin SOC。英伟达承诺 Orin 将提供 7 倍于上一代 SOC 的 AI 能力，称为 Xavier。
Xavier 几乎可以肯定是一个商业失败者。尽管 Nvidia 寄予厚望，希望 Xavier 能够成为 Bosch 和 ZF 等零部件公司销售的“现成”汽车 ADAS 系统的基础，但它从未实现。
几乎每个人都低估了汽车自动驾驶的难度，特斯拉在 2019 年 4 月宣布了其 HW 3.0 SOC。特斯拉的 SOC 远远优于 Xavier，并为合格的 ADAS 系统所需的硬件设定了标准，即使不是完全自我-驾驶。
Nvidia 的答案是 Orin，它可以说优于 Tesla SOC 的性能。我这么说可以说是因为 AI 的性能要求通常以 TOPS（每秒万亿次操作或 10^12 次操作/秒）来衡量。但是，如果不指定操作的确切性质，TOPS 指标的使用就会出现问题。
在 Autonomy Day 上，特斯拉指定 FSD 芯片具有 72 TOPS 的能力：
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Nvidia为 8 位整数运算指定了 254 TOPS 的 Orin AI 性能，这可能与特斯拉声称的性能最接近：
英伟达
与使用 14 nm 工艺制造的 60 亿晶体管的 Tesla 芯片相比，Orin 无疑是更大的芯片，它具有 170 亿个晶体管，采用 TSMC 亚 14 nm 工艺制造。Orin 的大部分尺寸是为了容纳各种传感器和相机输入并提供图像信号处理。
特斯拉的 FSD 芯片在 2019 年取得了突破，目前仍在特斯拉汽车中使用，但与英伟达差距甚远。在特斯拉的 AI Day Q&A上，Elon Musk 估计 HW 4.0 的功率将是 HW 3.0 的 4 倍，这意味着 HW 4.0 将能够达到 280 TOPS 左右，与 Orin 大致相当。但目前尚不清楚硬件 4.0 何时到来。
预计未来还有 Mobileye ( INTC ) EyeQ Ultra，该公司在一月份的 CES 上宣布：
根据图表中的规格，Orin 已经比 EyeQ Ultra 更强大。
目前，英伟达的 Orin 作为正在生产的 ADAS 最强大的单芯片解决方案占据着至高无上的地位。英伟达并没有停滞不前。开发路线图上的下一个是Atlan：
Nvidia 声称 Atlan 将比 Orin 提供 4 倍的改进，或 8 位整数矩阵运算的约 1000 TOPS。Atlan 在 2025 年投入生产时，可能会成为 ADAS 应用和机器人技术中性能最高的 SOC。
Drive 的增长潜力
ADAS 系统 SOC 性能的持续提升表明，汽车制造商和芯片开发商尚未真正找到满足完全自主需求的芯片性能水平。Nvidia 和其他公司将继续开发更强大的 SOC，直到达到这一水平。
目前，Nvidia 提供了最强大的 SOC，最重要的是，在 Nvidia Drive 平台中提供了一整套硬件和软件，如上面的开发工具包中所示。Nvidia 已经能够将 Orin 的卓越性能转化为多项设计胜利。在 2022 年 3 月宣布 Orin 开始生产的公告中，Nvidia 强调了其设计获胜关键：
该公司还宣布，在与全球汽车制造商取得一系列设计胜利后，其汽车产品线在未来六年内已增至超过 110 亿美元。
超过 25 家汽车制造商采用了 Nvidia DRIVE Orin™ 片上系统 (SoC)。从今年开始，他们将推出基于集中式人工智能计算平台的软件定义车辆。
搭载 Nvidia Orin™ 的 DRIVE Hyperion 作为新能源汽车的中枢神经系统和 AI 大脑 - 提供不断改进的尖端 AI 功能，同时确保安全可靠的驾驶能力。
英伟达创始人兼首席执行官黄仁勋表示：“未来的汽车将是完全可编程的，从许多嵌入式控制器演变为功能强大的集中式计算机——通过软件更新提供 AI 和 AV 功能，并在汽车的整个生命周期内得到增强。”
Orin 已被全球前 30 名乘用电动汽车制造商中的 20 家选为他们的 AI 计算平台。除了梅赛德斯奔驰，捷豹路虎和沃尔沃汽车也选择了英伟达 Drive。
大众汽车公司首席执行官赫伯特·迪斯最近因软件延迟离职，这表明更多主流汽车制造商也将转向英伟达。正如我在最近的一篇关于我的市场服务 Rethink Technology的文章中所讨论的，大众的方法是尝试在内部完成所有事情。
这些努力包括开发大众自己的硬件平台和操作系统，称为 VW.OS。毫不奇怪，这导致保时捷、奥迪和宾利品牌的高端电动汽车出现延迟。
汽车制造商已从根本上成为供应链组件和子系统的系统集成商。作为汽车供应商，英伟达完全有能力融入这一范式。
Drive 提供适当级别的硬件和软件，以便汽车制造商可以根据需要配置和完善 Drive 系统。Drive 允许汽车制造商完成车辆的高级软件，而不会迷失在操作系统或 AI 模型的细节中。汽车制造商需要在最高级别控制软件，以便将软件和硬件集成为生产过程的一部分。
大众显然试图效仿特斯拉，但这可能不是大多数汽车制造商的正确答案。对于大多数人来说，梅赛德斯/英伟达的合作伙伴关系是实现未来可编程汽车的更好模式。我仍然做多 Nvidia 并将其评为持有。
