Arm 驅(qū)動汽車行業(yè)芯粒開發(fā)與部署
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
汽車的算力需求呈現(xiàn)持續(xù)增長的態(tài)勢。為了追求更高的自動駕駛性能、先進的車內(nèi)體驗，以及向電氣化的轉(zhuǎn)變，軟件和人工智能 (AI) 正在加速發(fā)展，驅(qū)動一個由 AI 賦能的軟件定義汽車 (SDV) 時代。
本文引用地址：http://2s4d.com/article/202407/460785.htm與此同時，先進駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)、自動駕駛和車載信息娛樂 (IVI) 等關(guān)鍵的汽車用例，需要采用異構(gòu)計算方法來滿足復(fù)雜的計算要求。以 IVI 為例，它正逐步演變?yōu)槿娴臄?shù)字平臺，配備更多高分辨率顯示屏，并引入眾多新的應(yīng)用。同時，ADAS 也在不斷擴增新的計算特性和安全功能，兩者均對 AI 性能提出了更高的要求。
從經(jīng)濟學和物理學的角度來看，為滿足高算力需求而打造的單片芯片，因其晶體管數(shù)量增加且周期時間延長，正變得愈加復(fù)雜和昂貴。AI 技術(shù)的迅猛發(fā)展會讓這一挑戰(zhàn)愈發(fā)嚴峻。為此，行業(yè)迫切需要探索新的芯片構(gòu)建方式，其中一種創(chuàng)新方法就是芯粒 (chiplet)。
什么是芯粒？
芯粒技術(shù)通過堆疊、分區(qū)和互連多個半導(dǎo)體晶粒 (die)，實現(xiàn)了更為緊湊的芯片設(shè)計，進而提升了性能，并降低了功耗。這種先進的封裝技術(shù)還降低了設(shè)計成本，支持一系列有趣的新穎芯片設(shè)計，并能夠跨不同供應(yīng)商實現(xiàn)兼容，這對于在 SDV 中采用多樣化硬件的汽車行業(yè)來說，無疑是一大利好。
2024 年三月， Arm 宣布將于 2025 年發(fā)布全新汽車計算子系統(tǒng) (CSS) ，通過提供增強的計算和集成能力，加速基于芯粒的設(shè)計構(gòu)建過程。CSS 是大型系統(tǒng)中專門執(zhí)行不同計算任務(wù)的一組集成組件，它們構(gòu)成了芯粒技術(shù)的基礎(chǔ)。汽車市場中存在一些獨特且具體的挑戰(zhàn)，芯粒技術(shù)能夠予以解決，尤其是在芯片開發(fā)過程中實現(xiàn)車規(guī)級認證方面。
芯粒方面的行業(yè)合作與標準化
作為汽車行業(yè)向芯粒技術(shù)邁進的一部分，Arm 參與了多個行業(yè)協(xié)作計劃和項目。其中包括汽車芯粒計劃 (Automotive Chiplet Program, ACP)，該計劃由國際研究和開發(fā)機構(gòu)比利時微電子研究中心 (imec) 主導(dǎo)，旨在促進全行業(yè)在芯粒技術(shù)方面進行合作和標準化。
標準化對于新興芯粒市場尤為關(guān)鍵，尤其是汽車行業(yè)，因為汽車行業(yè)需要在多種應(yīng)用中采用異構(gòu)計算方法。標準化通過支持不同供應(yīng)商的硬件無縫協(xié)同工作，避免了生態(tài)系統(tǒng)碎片化，同時促進建立多供應(yīng)商芯粒供應(yīng)鏈，為企業(yè)提供性能和商業(yè)差異化的機遇。這對于利用 CPU、GPU 和 NPU 等多樣化計算組件的芯粒尤為關(guān)鍵。例如，芯粒技術(shù)允許拆分系統(tǒng)級芯片 (SoC) 設(shè)計，并將大量專用計算任務(wù)轉(zhuǎn)移到 AI 加速器晶粒上。
此外，標準化的實施對于應(yīng)對日益廣泛的 汽車行業(yè)安全挑戰(zhàn) 至關(guān)重要，因為隨著計算和軟件水平的提高，車輛的潛在受攻擊面也在不斷擴大。
通用硬件架構(gòu)
為了實現(xiàn)標準化，我們需要一個通用架構(gòu)，作為新一代芯粒技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，我們正與 20 多家來自汽車、基礎(chǔ)設(shè)施和移動設(shè)備市場的合作伙伴攜手合作，共同推進 Arm 芯粒系統(tǒng)架構(gòu) (Chiplet System Architecture, CSA) 。借由將不同芯粒類型的設(shè)計選擇進行更好的標準化，行業(yè)在邁向系統(tǒng)架構(gòu)時能在多個供應(yīng)商間實現(xiàn)更廣泛的芯粒中組件的復(fù)用，包括物理設(shè)計 IP 和軟 IP。此舉有助于避免芯粒市場出現(xiàn)不必要的碎片化。
標準化驅(qū)動軟件發(fā)展
與硬件標準化一樣，我們同樣需要一個由標準驅(qū)動的軟件架構(gòu)。SOAFEE 是一項全行業(yè)倡議，Arm 在其中起到主導(dǎo)作用，旨在通過提升互操作性并加強生態(tài)系統(tǒng)協(xié)作的統(tǒng)一架構(gòu)框架，推動軟件的標準化進程。這一舉措推動了汽車中軟件解決方案和軟件定義功能的順利開發(fā)與部署，進而促進了硬件技術(shù)的進步，例如芯粒的集成。SOAFEE 還促進了車輛硬件與軟件的解耦，這對于在汽車市場中充分發(fā)揮芯粒技術(shù)的潛力至關(guān)重要，因為這能增強組件間的靈活性與互操作性，降低了開發(fā)成本，并縮短了開發(fā)周期。
Arm 為芯粒提供靈活的計算平臺
作為邁向高性能計算的其中一環(huán)，芯粒技術(shù)為生態(tài)系統(tǒng)提供了許多具吸引力的 SoC 設(shè)計機會。目前，Arm 提供了靈活的計算平臺，將助力芯粒生態(tài)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。我們產(chǎn)品的一大優(yōu)勢在于提供了一系列可復(fù)用的 IP 組件，合作伙伴可將我們的 IP 組件集成到大型系統(tǒng)中，這一點在我們 新推出的汽車增強 IP 技術(shù) 中得到了很好的體現(xiàn)。
Arm 在多樣化的芯粒生態(tài)系統(tǒng)中扮演核心角色。我們所參與的標準化舉措和協(xié)作，有助于確保汽車市場中芯粒技術(shù)的互操作性和性能，同時降低復(fù)雜性并加快產(chǎn)品上市進程。我們已經(jīng)將生態(tài)系統(tǒng)的各方力量匯聚于新的關(guān)鍵標準和計劃之下，這將催生一個建立在 Arm 平臺上的繁榮且多樣化的芯粒生態(tài)系統(tǒng)。隨著我們與行業(yè)伙伴的緊密協(xié)作，構(gòu)建面向未來的多供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)，這一發(fā)展進程必將得到進一步的加速。
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