地平线发布新一代BPU智能计算架构，征程芯片出货量已突破300万片
导读：地平线于4月18日正式开幕的2023上海国际汽车展览会上正式宣布其基于软硬结合自研的智能驾驶专用计算架构BPU，在实现了三代迭代量产的基础上，正式进化出新一代纳什架构——以多项突破性的核心技术，成为当前最强智能驾驶加速引擎，持续推动BPU成为智能汽车时代计算的最优解。
作者｜Stone Jin
据IPO早知道消息，地平线于4月18日正式开幕的2023上海国际汽车展览会上正式宣布其基于软硬结合自研的智能驾驶专用计算架构BPU，在实现了三代迭代量产的基础上，正式进化出新一代纳什架构——以多项突破性的核心技术，成为当前最强智能驾驶加速引擎，持续推动BPU成为智能汽车时代计算的最优解。
地平线创始人兼CEO余凯博士表示：“地平线创立的初心源于对机器人时代的前瞻预判和价值创造的信念。秉承‘赋能机器，让人类生活更安全、更美好’的使命，地平线致力于让每一辆车都搭载地平线的智能计算方案。地平线坚守‘以人为本’的理念，始终坚信技术的价值，不在于让机器强大，而是让人更伟大。面向智能驾驶时代，地平线以用户价值为核心，依托软硬结合和渐进式发展的路径，致力于以高效开放的智能计算方案和服务，助力产业伙伴实现极致的开发效率，为用户打造极致的智能驾驶体验。”
基于BPU智能计算架构，地平线构建了国内最为完整、成熟的智能计算方案，并建立了灵活开放的商业生态模式；基于BPU第三代贝叶斯架构打造的高等级智能驾驶芯片征程®5，则是全球唯二实现量产的大算力智能驾驶芯片。
地平线联合创始人兼CTO黄畅博士表示：“一个时代有一个时代的计算架构。到了智能驾驶时代，爆发式的数据计算量以及先进制程的发展接近天花板，加速传统摩尔定律的失效，并驱动着智能计算进入全新范式。地平线致力于打造新一代由数据驱动的智能计算架构，让范式级智能算法的革新，和支持智能算法软硬件体系相结合，去加速实现机器的自编程和应用自适应，让机器更自主、让开发更简单、让计算更智能。”
遵循软硬结合的技术路径，地平线自主研发了智能驾驶专用计算架构BPU，聚焦最新的神经网络架构与高等级自动驾驶应用场景，利用深度学习加速计算创新技术，通过算法、编译器、架构设计三者相结合，在软硬结合极致优化的同时，经数据驱动实现自动化验证，持续优化计算密度和能量效率，实现算法效率、灵活性和硬件效率的最优解，让BPU拥有“智能进化”持续迭代的能力，成为智能驾驶“最强大脑”。
事实上，从2019年到2021年，地平线BPU架构历经从伯努利1.0到伯努利2.0再到贝叶斯的三代进化，积累了超过300万片的前装量产验证。经智能进化，持续迭代，地平线推出最新一代智能驾驶加速引擎——BPU纳什。
BPU纳什专为大参数量Transformer、大规模交互式博弈而设计，面向前沿算法优化赢得最佳算法效率，创新性采用AI辅助设计大幅提升架构可编程性，且具有超异构计算架构，可显著增强算力多样性。
BPU纳什具备多项突破性核心技术。BPU纳什独特设计三级片上存储架构，核间高效协同，极致优化大参数下的带宽瓶颈；具备多脉动立方加速引擎，灵活的引擎间数据流动实现高能效且低带宽占用；数据变换引擎，灵活支持Transformer细小算子；浮点向量加速单元，具有通用、灵活的特性，满足关键算子精度需求；紧耦合异构计算单元高效加速不同类型数据处理；核内、核间、片间高效灵活的多向数据流动，实现计算动态调度与灵活调优；虚拟化技术，透明式提升多任务并行处理能力；数据驱动功耗优化，针对神经网络数据动态范围特性，降低功耗30%
早在2016年，地平线就重新定义了“智能计算的新摩尔定律”，提出真实计算效能=理论峰值计算效能 x 有效利用率 x 算法效率，以最先进的算法技术、最适配的计算架构和最优秀的工程实现，面向最挑战的应用场景，提供端到端极致性价比和能效比的计算解决方案，最大化客户、开发者和终端用户的价值。
“地平线始终希望通过BPU这样的软硬件架构，去推动最好的智能驾驶机器人时代的到来，因为我们相信这是未来最重要的生产力。如果说算法方案的开发者是优秀的作曲家，编译器就是杰出的指挥家，而BPU计算架构就是一流的交响乐团。三方亲密协作，异同奏响机器人时代的华美乐章。”黄畅博士表示。
此外，地平线副总裁兼软件平台产品线总裁余轶南博士在本次发布会上指出：“对于如何从今天走向未来，地平线认为需要软硬结合，在算力、模型规模、算法、数据、基础设施等方面全面推进，并且和行业优秀的合作伙伴协作共赢。”
地平线在今年提出了基于BEV+Transformer的端到端的算法算法框架，并已经将这套架构的部分模块应用于征程5芯片，包括纯视觉BEV动静态环境感知，基于Transformer的道路关联关系识别，以及所有道路参与者的轨迹预测，这些最先进的技术都会即将达到量产状态。这样的技术和模型，需要更大规模的神经网络参数来支撑，预计未来参数规模将达到百万亿级别。为了满足不断创新的算法和模型规模，算力和带宽的需求也提高了至少1~2个数量级。
同时，海量数据与巨量模型需要更高效的基础设施。目前，地平线已经上线了接近20亿亿次每秒的算力，开发了具有90%以上自动化率的4D标注系统，可以实现每周5万+clips的标注能力，仿真系统可以支持每天百万公里的数据仿真能力，并将持续提升。
余轶南博士认为：“最终，在端到端的巨型模型算法，接近人脑的计算能力和超大规模的云端计算平台以及数据的共同推动下，我们非常确信在10年内，自动驾驶的技术会从现在分阶段的范式走向对物理世界的统一表达，通过对世界的多样性的建模，能够产生含有世界知识的驾驶模型。通过认知慢系统和本能快系统的结合，让我们可以完成自动驾驶的十年愿景。”
为了支持行业的合作伙伴更高效地利用地平线开发的算法，基础设施和算力，地平线在本次发布会上还正式推出专门服务于智能驾驶专业开发者，面向量产、生态协同共建的嵌入式应用开发套件——踏歌®（TogetheROS™·Auto），通过多模块协同开发，解决行业多供应商协同开发的困难，可将开发、集成、验证效率提升200%。
当然，智能汽车时代一定会演化出类似在个人电脑和智能手机时代的底层的、统一的芯片架构、操作系统，以及上层的繁荣生态。对于底层计算方案而言，真正的护城河不在于技术，而在于生态，没有软件生态的计算方案则没有灵魂。
地平线副总裁兼智能汽车事业部总裁张玉峰强调，汽车产业正经历百年未遇的大变革，智能化飞速演进、机遇与挑战并存。唯有开放灵活的商业模式、共赢利他的合作态度，才能高效推进智能驾驶的产业化和普惠化。
定位Tier-2的地平线致力于通过开放软件IP授权、BPU IP授权等多种赋能方式，打造智能汽车时代的“ARM+Android”模式，基于“芯片+工具链+参考算法”的开放技术方案，构建丰富的智能驾驶软硬件货架，全方位助力车企和产业链伙伴差异化智驾方案的高效开发与落地。
截至目前，地平线已经连接包括软硬件Tier-1、ODM、IDH、芯片、图商、传感器等上下游产业伙伴100余家，面向高阶智能驾驶全场景落地，围绕征程5形成了国内最繁荣的软硬件生态矩阵，开放满足车企的差异化量产需求。地平线最新的BPU IP授权模式也取得了阶段性进展，已确认与一家车企达成合作，同时在推进与其他车企的合作。
发布会上，地平线公布征程芯片出货量突破了300万片，与超过20家车企共计120多款车型达成量产定点合作，陪伴用户行驶百亿公里里程。地平线高等级智能驾驶芯片征程5，自2022年9月在理想AD Pro上官宣首发量产至今出货量已经突破10万片，累计获得9家车企多达近20款车型的量产定点，包括理想、比亚迪、蔚来、埃安等新势力和新实力车企，以及未官宣的几家外资和合资车企的合作，2023年起将有更多款搭载征程5的合作车型量产落地，成为主流车企高阶智能化进阶的一致选择。
值得注意的是，地平线在本次发布会上宣布与采埃孚达成深度战略合作，基于地平线征程系列车载智能芯片，以及采埃孚的算法开发与硬件设计和制造能力，地平线将支持采埃孚开发高性能、高质量、具有国际一流开发水准的计算平台解决方案，共同推动智能驾驶在中国市场乃至全球的落地与普及。同时，地平线官宣比亚迪基于征程5自研的BEV融合感知方案将于年内量产，双方将强强联合，基于全征程系列芯片加速引领汽车智能化下半场。