汽車智能化大趨勢(shì)下，“軟件定義汽車”成為行業(yè)共識(shí)，軟件將深入汽車開發(fā)、驗(yàn)證、銷售和服務(wù)全過程，并不斷改進(jìn)和優(yōu)化該過程，以實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)持續(xù)優(yōu)化、過程持續(xù)優(yōu)化、價(jià)值持續(xù)創(chuàng)造。“軟件定義汽車”正在重塑汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)，構(gòu)建汽車行業(yè)發(fā)展新格局。
在上周舉行的 2022 年騰訊全球數(shù)字生態(tài)大會(huì)中，NVIDIA 中國區(qū)工程和解決方案高級(jí)總監(jiān)賴俊杰博士在?“智慧出行專場(chǎng)”分享了 NVIDIA DRIVE 端到端自動(dòng)駕駛平臺(tái)，探討了軟件定義汽車的持續(xù)創(chuàng)新。以下為內(nèi)容概要。
“軟件定義汽車”蓄勢(shì)待發(fā)
當(dāng)前，軟件定義汽車成為行業(yè)共識(shí)。每輛汽車都將具有一個(gè)強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái)，結(jié)合復(fù)雜的軟件棧，可以支持汽車出廠時(shí)配置的各種功能，并且能夠?yàn)閷淼母鞣N擴(kuò)展和升級(jí)預(yù)留空間。同時(shí)，集中式處理將成為主流。車內(nèi)的各種計(jì)算任務(wù)，包括自動(dòng)駕駛以及智慧座艙、人機(jī)交互等 AI 功能，都將由一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算平臺(tái)來完成。
借此，數(shù)據(jù)中心內(nèi)不斷迭代的算法模型，就可通過 OTA（無線更新）方式，對(duì)汽車的各項(xiàng)功能進(jìn)行便捷且持續(xù)性的更新。在汽車的整個(gè)生命周期內(nèi)，汽車的易用性和安全性將會(huì)得到不斷提升，這便是軟件和算法的價(jià)值。
車載 SoC 迭代推新，
助力自動(dòng)駕駛汽車“全速前進(jìn)”
以上的愿景和預(yù)期，勢(shì)必對(duì)車載計(jì)算平臺(tái)提出極高要求。首先，車載計(jì)算平臺(tái)需要能夠完成當(dāng)前各種的復(fù)雜計(jì)算任務(wù)，還要為將來的功能升級(jí)留出足夠的余量，并且需要保證在車載環(huán)境下，能滿足不同類型的計(jì)算任務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性和安全性的苛刻需求。
上圖展示的是 NVIDIA 車載芯片的幾代產(chǎn)品，從最初的 Parker，Xavier，到如今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的 DRIVE Orin，和剛剛發(fā)布的面向未來的 DRIVE Thor，可以很明顯看出各代產(chǎn)品在能力上的不斷提升。借助 DRIVE Thor 的強(qiáng)大性能，智能座艙、儀表顯示、車載人機(jī)交互娛樂系統(tǒng)、泊車以及自動(dòng)駕駛功能，就可以由單一的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。從車企角度，集中式的車載計(jì)算平臺(tái)，可以顯著簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)開發(fā)，并降低供應(yīng)鏈緊張的潛在風(fēng)險(xiǎn)，在成本、功耗及設(shè)備重量上都有很大優(yōu)勢(shì)。
從硬件到軟件、工作流，
基于統(tǒng)一計(jì)算架構(gòu)下的端到端開發(fā)流程
通過梳理自動(dòng)駕駛算法的開發(fā)過程，可知整個(gè)流程其實(shí)是相當(dāng)復(fù)雜的。不管是從前期的數(shù)據(jù)采集、打標(biāo)、清理，還是到后期的算法驗(yàn)證及測(cè)試，以及中間各種功能模型的訓(xùn)練和開發(fā)，不同的階段，涉及到不同的復(fù)雜工具和框架。
對(duì)于自動(dòng)駕駛的算法設(shè)計(jì)者而言，端到端的、無縫流暢的開發(fā)環(huán)境，能大大提高研發(fā)效率。NVIDIA 在自動(dòng)駕駛開發(fā)全流程都提供了相應(yīng)的工具軟件的支持。
舉幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子：
在模型驗(yàn)證階段的數(shù)據(jù)回放（Replay）階段，需要將自動(dòng)駕駛模型算法在真實(shí)數(shù)據(jù)上做測(cè)試，并且需要跟真值數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的吞吐，NVIDIA 提供了 TensorRT、Triton 來加速模型推理的性能，并提供了 DeepStream SDK 來處理視頻流的解碼和編碼，以及跟模型計(jì)算的銜接。
在智慧座艙場(chǎng)景下，NVIDIA 提供了語音識(shí)別及合成技術(shù)，例如自然語言處理、手勢(shì)、視頻會(huì)議等多種功能的預(yù)訓(xùn)練模型。
自動(dòng)駕駛技術(shù)要求車輛實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的定位，并獲取反映當(dāng)前道路狀況的高清地圖信息。NVIDIA 通過收購、整合 DeepMap 的技術(shù)，賦能車輛在道路上擁有更強(qiáng)的自我定位能力。
接下來一起看看另一個(gè)維度。一支包含 50 臺(tái)數(shù)據(jù)采集車輛的車隊(duì)，大約每天會(huì)產(chǎn)生 1.6PB 的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過清洗、打標(biāo)后，將進(jìn)入模型訓(xùn)練步驟，然后基于真實(shí)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)來進(jìn)行模型效果驗(yàn)證。整個(gè)流程會(huì)涉及到大量的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸以及復(fù)雜的計(jì)算過程。并且，這個(gè)過程需要日復(fù)一日反復(fù)進(jìn)行，以期能夠不斷提升模型的效果，從而提高自動(dòng)駕駛的安全性和可靠性。
未來的數(shù)據(jù)中心和自動(dòng)駕駛
前面提到的這些現(xiàn)實(shí)需求，對(duì)數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)提出了較高挑戰(zhàn)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算性能的高擴(kuò)展性，數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜。另外，從設(shè)計(jì)到真正完成部署，中間涉及到的采購和安裝調(diào)試，也會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間及人力；數(shù)據(jù)中心上線之后，日常的運(yùn)維管理同樣需要付出很多精力。
為了應(yīng)對(duì)前面提到的端到端開發(fā)環(huán)境、海量數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)中心部署運(yùn)維等多方面的需求，在系統(tǒng)層面，NVIDIA 結(jié)合自己以及與客戶合作的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)數(shù)據(jù)中心的底層架構(gòu)提出了基于 NVIDIA DGX 的參考架構(gòu)實(shí)現(xiàn)；在平臺(tái)運(yùn)行管理層面，提供了 BaseCommand；在框架和工具層面，提供了 NVDIA AI Enterprise 一整套方案，其中包含優(yōu)化的訓(xùn)練框架、部署軟件和預(yù)訓(xùn)練模型等等。另外，還提供了用于模擬仿真的 DRIVE Replicator 和 DRIVE Sim 平臺(tái)。
借助這些從系統(tǒng)、運(yùn)維到框架工具等一整套的軟硬件方案，自動(dòng)駕駛技術(shù)的開發(fā)者們可以方便高效地完成算法開發(fā)、模型訓(xùn)練驗(yàn)證及部署的全流程。
騰訊云和 NVIDIA 圍繞云上 GPU 相關(guān)產(chǎn)品，在 TI 平臺(tái)和 TACO 平臺(tái)展開了深入合作。這些平臺(tái)提供了企業(yè)級(jí)的模型訓(xùn)練優(yōu)化，以及模型推理部署的支持。另外雙方也正在自動(dòng)駕駛仿真方向進(jìn)行合作及探索。NVIDIA 希望能和騰訊智能汽車云一起，打造強(qiáng)大的軟硬件生態(tài)，為自動(dòng)駕駛的客戶在云端提供豐富的一站式的選擇。
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