Imagination：軟件定義汽車時代，一場由算力驅動的出行革命

當一輛汽車的性能不再由發(fā)動機排量決定，而是取決于車載芯片的算力與軟件的智能程度，這場由" 軟件定義汽車"（SDV）引發(fā)的產(chǎn)業(yè)革命已勢不可擋。在2025 年CES 展會上，全球科技巨頭紛紛亮出面向未來十年的智能汽車解決方案，而在這場技術競速中，芯片架構的創(chuàng)新與人工智能的深度應用正在重塑整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈。在這個背景之下，EEPW 與Imagination 的高級產(chǎn)品總監(jiān)Rob Fisher進行了深度的交流采訪，揭示了這場變革背后的技術邏輯與產(chǎn)業(yè)圖景。

Imagination 高級產(chǎn)品總監(jiān)Rob Fisher

1   軟件定義汽車：從機械心臟到數(shù)字大腦的進化

傳統(tǒng)汽車工業(yè)百年發(fā)展史中，“馬力”始終是衡量車輛性能的核心指標。但如今，汽車的價值鏈正在發(fā)生根本性轉變。Rob Fisher 指出：“如今消費者購買車輛時，更關注的是車載系統(tǒng)的交互體驗、自動駕駛能力以及持續(xù)升級的可能性——這些都需要強大的計算平臺作為支撐。”

軟件定義汽車的本質，是讓車輛成為可動態(tài)進化的智能終端。要實現(xiàn)這一愿景，硬件必須突破傳統(tǒng)架構的桎梏：既要滿足當下海量數(shù)據(jù)處理需求，又要為未來未知的軟件形態(tài)預留空間。例如特斯拉HW4.0 平臺采用14 nm 制程芯片，其神經(jīng)網(wǎng)絡算力達到144TOPS，是上一代的3 倍；而理想汽車最新發(fā)布的Mind GPT 大模型，更需要車機系統(tǒng)具備實時處理多模態(tài)數(shù)據(jù)的能力。這種“算力先行”的設計理念，催生了新一代異構計算架構的崛起——通過GPU、NPU、CPU 的協(xié)同工作，在保證低功耗的同時實現(xiàn)百倍級算力提升。

Imagination 的應對策略頗具前瞻性：其最新DXS系列GPU 不僅提供高達24TOPS 的INT8 算力，更通過分布式安全機制實現(xiàn)ASIL-B 功能安全認證。這意味著在極端情況下，芯片能自主檢測并隔離故障模塊，確保自動駕駛系統(tǒng)不會因局部錯誤導致整體失效。這種“彈性算力+ 主動防護”的組合，正是軟件定義汽車時代硬件進化的縮影。

2   AI 驅動下的感知革命：從輔助駕駛到全域智能

當L3 級自動駕駛在中國多個城市開啟道路測試，行業(yè)正式進入“人機共駕”新階段。不同于L2 系統(tǒng)僅提供車道保持、自適應巡航等基礎功能，L3 意味著車輛能在特定場景下完全接管駕駛權——這對環(huán)境感知精度與決策速度提出了指數(shù)級要求。Rob Fisher 以魚眼相機校正為例：“傳統(tǒng)算法處理360 度環(huán)視影像需要15毫秒，而基于GPU 加速的方案可將延遲壓縮至3 毫秒以內，這對避免碰撞至關重要?！?/p>

這種性能飛躍的背后，是AI 芯片架構的顛覆性創(chuàng)新。Imagination 的GPU 不僅承擔圖形渲染任務，更通過固件處理器實現(xiàn)與NPU 的毫秒級協(xié)同：當NPU 完成目標識別后，GPU 立即對點云數(shù)據(jù)進行3D 建模，同時CPU統(tǒng)籌路徑規(guī)劃。這種“感知- 決策- 執(zhí)行”鏈路的無縫銜接，使得系統(tǒng)響應時間從秒級降至毫秒級。更值得關注的是，其NNA（神經(jīng)網(wǎng)絡加速器）采用動態(tài)權重分配技術，能根據(jù)路況復雜度自動調整算力配比——在擁堵路段優(yōu)先處理行人識別，在高速場景側重車道線追蹤。

這種靈活性的價值在智能座艙領域同樣凸顯。最新車型中，單個SoC 芯片需要同時驅動儀表盤、HUD、后排娛樂屏等超過10 塊顯示屏，還要處理駕駛員狀態(tài)監(jiān)測、手勢交互等AI 任務。Imagination 通過多核GPU架構實現(xiàn)“分時復用”：將80% 算力用于3D 導航渲染，20% 用于眼球追蹤算法，當系統(tǒng)檢測到駕駛員分心時立即動態(tài)調整資源分配。這種“智能負載均衡”技術，使得芯片在5 W功耗下即可實現(xiàn)4K 120Hz 的超高清輸出。

3   芯片工藝的破局者：Chiplet如何重構汽車電子生態(tài)

面對汽車電子“性能焦慮”與“成本困局”的雙重挑戰(zhàn)，Chiplet（芯粒）技術正在打開新的可能性。傳統(tǒng)單芯片方案在制程升級至5nm 后，良品率已跌破70%，導致車規(guī)級芯片成本飆升。而Chiplet 通過將大芯片拆解為多個功能模塊，既能采用14 nm 成熟工藝制造I/O控制器，又能在關鍵計算單元使用3 nm先進制程，整體成本可降低40%。更革命性的是，這種“樂高式”設計允許車企混合搭配不同供應商的芯?！绮捎肐magination 的GPU 芯粒搭配RISC-V CPU 芯粒。

Imagination 的“chiplet-ready”GPU IP 正推動這一愿景落地。其最新架構支持超低延遲互連總線，使得多個GPU 芯粒能像單個芯片般協(xié)同工作。在實測中，4 個DXS 芯粒組成的計算模組實現(xiàn)了96TOPS 算力，功耗卻比傳統(tǒng)方案降低30%。這種可擴展性對車企極具吸引力：經(jīng)濟型車型可搭載單個芯粒實現(xiàn)基礎ADAS 功能，而豪華車型通過疊加芯粒獲得L4 級自動駕駛能力。更深遠的影響在于，當IMEC 主導的通用芯粒接口標準確立后，汽車電子將進入“模塊化創(chuàng)新”時代——主機廠能像組裝PC 一樣定制車載計算平臺。

4   開放生態(tài)之戰(zhàn)：RISC-V 與軟件棧的合縱連橫

在汽車電子“軟硬解耦”的大趨勢下，RISC-V 開源指令集正快速崛起。與ARM 架構相比，RISC-V 不僅免授權費，其模塊化設計更適應車載系統(tǒng)的定制化需求。SHD 集團預測，到2031 年將有31% 的汽車SoC集成RISC-V IP。Imagination 顯然嗅到了這一機遇：其GPU 已實現(xiàn)與多家RISC-V 廠商的深度優(yōu)化，通過共享內存管理單元，使得AI 推理任務的數(shù)據(jù)搬運能耗降低60%。

但硬件兼容只是第一步，軟件生態(tài)才是決勝關鍵。特斯拉的FSD 芯片雖性能強悍，但其封閉的軟件體系導致第三方開發(fā)者難以接入。為此，Imagination 聯(lián)合UXL 基金會推動oneAPI 開放標準，試圖建立跨架構的統(tǒng)一編程接口。開發(fā)者只需編寫一次代碼，即可在Imagination GPU、RISC-V CPU 及其他AI 加速器上無縫運行。這種“硬件異構，軟件同構”的生態(tài)，將大幅降低車企的軟件適配成本——據(jù)測算，主流車企每年可節(jié)省2.4 億美元的軟件開發(fā)費用。

5   未來之戰(zhàn)：軟件成本與功能安全的終極平衡

當汽車電子進入“千TOPS 算力”時代，一個悖論愈發(fā)凸顯：軟件復雜度呈指數(shù)級增長，但功能安全要求卻愈加嚴苛。Rob Fisher 透露，某豪華品牌最新車型的代碼量已突破2 億行，超過F-35 戰(zhàn)斗機的3 倍。如何在海量代碼中確?！傲闳毕荨保蔀樾袠I(yè)最大痛點。Imagination 的破局之道體現(xiàn)在三方面：在硬件層面，其GPU 內置的冗余校驗模塊可實時檢測運算錯誤；在工具鏈層面，提供符合ISO 26262 標準的自動驗證工具，將安全認證周期縮短50%；在開發(fā)生態(tài)層面，與MathWorks 等企業(yè)共建模型庫，使80% 的ADAS 算法能通過模塊化拼接完成。這種“鐵三角”體系正在改寫游戲規(guī)則：某新勢力車企采用該方案后，成功將自動駕駛系統(tǒng)的OTA 更新頻率從季度提升至周度。

6   重新定義移動出行的DNA

站在2025 年的時間節(jié)點回望，汽車電子的進化軌跡清晰可見：從ECU 分布式架構到域控制器集中式架構，再向“中央計算+ 區(qū)域控制”的神經(jīng)形態(tài)演進。在這個過程中，算力不再是冰冷的參數(shù)，而是轉化為“可感知的智能”——它能讀懂駕駛員的情緒波動，能預判百米外突然出現(xiàn)的兒童，甚至能在電池耗盡前自主規(guī)劃充電路線。

Imagination 等技術領跑者的實踐表明，這場變革的核心邏輯在于“以架構創(chuàng)新釋放軟件潛力”。當車載芯片具備自我進化能力，當軟件開發(fā)擺脫硬件束縛，汽車將真正成為“四個輪子上的超級計算機”。而在這場算力革命的下半場，勝利必將屬于那些既能駕馭硅基芯片的物理極限，又能理解人類出行本質需求的創(chuàng)新者。

（本文來源于《EEPW》202503）