汽車計算的未來：云與邊緣的深度融合

隨著互聯(lián)汽車生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，它將影響多個價值鏈，包括汽車、通信、軟件和半導(dǎo)體的價值。在這個過程中，半導(dǎo)體公司及其他上下游會面對不小的挑戰(zhàn)和機遇，通過重新審視他們的產(chǎn)品、技術(shù)和運營方式，以及他們的市場策略，來適應(yīng)這一行業(yè)的轉(zhuǎn)型。

1 5G與邊緣計算帶來的新機遇

5G技術(shù)和邊緣計算的興起，為汽車行業(yè)帶來了巨大的創(chuàng)新空間。首先，5G技術(shù)以其高帶寬、低延遲和高可靠性的特點，為汽車的互聯(lián)、自動駕駛和智能化提供了強有力的技術(shù)支持。其次，邊緣計算通過將數(shù)據(jù)處理和分析的能力從云端推向網(wǎng)絡(luò)的邊緣，使得汽車能夠?qū)崟r處理大量的傳感器數(shù)據(jù)，從而提高了汽車的響應(yīng)速度和決策能力。

對于半導(dǎo)體公司而言，這意味著他們需要開發(fā)出更加高效、低功耗的芯片，以滿足汽車對于高性能計算的需求。同時，他們還需要加強與汽車制造商、電信運營商和軟件開發(fā)商的合作，共同推動汽車計算技術(shù)的發(fā)展。

2 軟硬結(jié)合的新時代

自動駕駛、互聯(lián)、電氣化和共享移動性這四大技術(shù)趨勢，正在成為汽車行業(yè)創(chuàng)新的關(guān)鍵驅(qū)動力。其中，自動駕駛技術(shù)對計算能力的需求最為突出，因為它需要實時分析大量的傳感器數(shù)據(jù)來做出決策。這就要求汽車必須具備強大的車載計算能力，以應(yīng)對復(fù)雜的路況和變化多端的駕駛環(huán)境。

同時，隨著汽車互聯(lián)程度的提高，對于移動網(wǎng)絡(luò)的需求也在不斷增加。更加嚴格的車輛安全要求，使得對于移動網(wǎng)絡(luò)的速度、穩(wěn)定性和安全性都提出了更高的要求。因此，汽車計算技術(shù)不僅需要滿足日益增長的計算需求，還需要保證數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。

3 云和邊緣之間的平衡

如今，大多數(shù)當前的汽車應(yīng)用往往完全依賴于一個工作負載位置。未來，他們可能會將邊緣計算與板載或云處理相結(jié)合，以提供更高的性能。例如，智能交通管理系統(tǒng)可以通過外部數(shù)據(jù)（例如，其他車輛的遙測數(shù)據(jù)、實時交通監(jiān)控、地圖和攝像頭圖像）來增強車輛的傳感器數(shù)據(jù)，從而改善車載決策。數(shù)據(jù)可以存儲在多個位置，然后由交通管理軟件融合。與安全相關(guān)的最終決定將在車輛上做出。最終，可能需要跨車輛、邊緣基礎(chǔ)設(shè)施和云管理大量實時和非實時數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)高級用例。因此，邊緣和云之間的數(shù)據(jù)交換必須是無縫的。

在汽車計算技術(shù)的發(fā)展過程中，如何平衡車載、云和邊緣之間的工作負載成為了一個重要的問題。不同的工作負載需要不同的計算資源和處理能力，因此需要根據(jù)實際情況進行合理的分配和調(diào)度。

目前，聯(lián)網(wǎng)汽車用例通常依靠車載計算或云來處理其工作負載。例如，導(dǎo)航系統(tǒng)可以容忍相對較高的延遲，并且可能在云中運行得更好。OTA 更新通常通過云數(shù)據(jù)中心提供，并在中斷最小時通過Wi-Fi 下載，信息娛樂內(nèi)容源自云端并在板載中緩沖，為用戶提供更好的體驗。相比之下，自動緊急制動系統(tǒng)（AEBS）等事故預(yù)防工作負載需要非常低的延遲和高水平的計算能力，這可能意味著它們最好在車載上處理。

在平衡工作負載的過程中，還需要考慮多個因素的綜合影響，包括安全、延遲、計算復(fù)雜性和數(shù)據(jù)傳輸要求等。這需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求來制定相應(yīng)的策略和方案。

4 5G和邊緣計算的優(yōu)勢

5G技術(shù)和邊緣計算在汽車計算中的應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢，使得汽車能夠?qū)崟r獲取和處理大量的數(shù)據(jù)。這不僅可以提升汽車的智能化水平，還可以為其提供更加豐富的服務(wù)和應(yīng)用。

5G技術(shù)有望提供帶寬、低延遲、可靠性和分布式功能，以更好地滿足聯(lián)網(wǎng)汽車用例的需求。它對汽車應(yīng)用的好處分為三個主要部分：

●   增強型移動寬帶 （EMBB）：5G 可以提供更快、更均勻的用戶體驗，速度達到每秒10 bit，比4G 技術(shù)快5 到10 倍。這可能會增強高帶寬用例，例如車載信息娛樂、車輛遠程操作和實時人機界面渲染。

●   大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（IoT）：通過每平方公里實現(xiàn)多達100 萬個連接，5G 網(wǎng)絡(luò)可以有效地支持來自道路上的汽車、連接的基礎(chǔ)設(shè)施端點和最終用戶設(shè)備的大量并發(fā)連接。這可以消除汽車和其他設(shè)備因大量連接而無意中與移動網(wǎng)絡(luò)斷開連接的可能性。

●   超低延遲通信（URLLC）：5G 延遲理論上可以降至1 ms，比4G 提升了5~15 倍。這意味著5G 可以將高速與高可靠性相結(jié)合，無需在兩者之間進行權(quán)衡。這對于自動駕駛汽車中的物體跟蹤、智能電網(wǎng)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的保護和控制以及航空和機器人等應(yīng)用的遠程控制和過程自動化非常重要。

其次，邊緣計算可以將數(shù)據(jù)處理和分析的能力推向網(wǎng)絡(luò)的邊緣，使得汽車能夠更加高效地利用計算資源。通過將部分計算任務(wù)轉(zhuǎn)移到邊緣設(shè)備上進行處理，可以減輕車載系統(tǒng)的負擔，提高其響應(yīng)速度和性能。

此外，5G 和邊緣計算還可以提高汽車的安全性和隱私保護能力。通過加強數(shù)據(jù)的加密和傳輸安全，可以有效地防止數(shù)據(jù)泄露和黑客攻擊等安全問題的發(fā)生。

5 行業(yè)發(fā)展趨勢與新機遇

隨著汽車計算技術(shù)的不斷發(fā)展，未來的汽車行業(yè)將呈現(xiàn)出更加智能化、互聯(lián)化和共享化的趨勢。這將為整個汽車產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)機構(gòu)分析，到2030 年，聯(lián)網(wǎng)汽車用例創(chuàng)造的總價值可能從2020 年的約640 億美元增加到5500 億美元以上。

對于半導(dǎo)體公司而言，他們需要緊跟行業(yè)發(fā)展的步伐，不斷推出更加先進、高效的芯片產(chǎn)品，以滿足汽車對于高性能計算的需求。同時，還需要加強與其他行業(yè)的合作與交流，共同推動汽車計算技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。

對于汽車制造商而言，他們需要充分利用5G 和邊緣計算等技術(shù)手段，提升汽車的智能化水平和性能表現(xiàn)。

同時，他們還需要加強對于數(shù)據(jù)安全和隱私保護的重視，以確保用戶信息的安全和合法使用。

此外，隨著新能源汽車市場的不斷擴大和智能交通系統(tǒng)的建設(shè)推進，汽車行業(yè)還將面臨更加廣闊的發(fā)展空間和市場需求。這將為整個汽車產(chǎn)業(yè)帶來更多的商業(yè)機會和利潤空間。

（本文來源于《EEPW》2024.5）