近日多家媒體爆料稱，特斯拉那顆可支撐全自動駕駛的 AI 芯片 FSD 終于投入使用了。最重要的是，特斯拉的老車型也能通過改裝換上全新的 AI 芯片。

特斯拉的這顆芯片，是一種特殊類型的 AI 處理器，可以支持人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN），也就是我們常聽到的機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）或深度學(xué)習(xí)（DL）。

需要指出的是，特斯拉定制開發(fā)的這顆 AI 芯片并不意味著特斯拉在 AI 領(lǐng)域取得了反轉(zhuǎn)一切的能力。至于全自動駕駛在現(xiàn)實世界的解決方案，特斯拉也只是剛剛?cè)腴T。

不過，還有部分人士并不這么看，他們覺得 Musk 已經(jīng)拿到「尚方寶劍」：特斯拉憑借這顆芯片就能鳳凰涅磐，最終引領(lǐng)我們進(jìn)入全自動駕駛時代。

事實果真如此嗎？接下來，我們就來破除迷霧，見識一下特斯拉這顆 AI 芯片的真正實力。

1、有關(guān) AI 芯片的背景知識

AI 芯片到底包含哪些部分？

據(jù)汽車了解，傳統(tǒng)的計算機(jī)需要 CPU（中央處理器）來執(zhí)行系統(tǒng)工作，比如加載應(yīng)用程序。

除此之外，大部分現(xiàn)代計算機(jī)還要有 GPU（圖形芯片）來支撐，它的工作是協(xié)助核心處理器完成圖形和動畫的渲染，讓用戶能在屏幕上獲取有效信息。

在機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)上，除了 CPU，GPU 的角色也突然重要了起來。

總得來說，GPU 從配角變主角，主要還是因為 ANN（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)） 是個龐大的數(shù)值和線性代數(shù)問題，而它就是為這樣的數(shù)字混合而生的。

對開發(fā)者來說，GPU 簡直是上天的恩賜，誰也沒想到它能在 ML/DL 領(lǐng)域發(fā)揮如此巨大的功效。

GPU 的隱藏屬性「暴露」后，芯片開發(fā)者們開始為潛在的市場擴(kuò)軍備戰(zhàn)，就連 GPU 的設(shè)計都開始為 ML/DL 任務(wù)傾斜。

在 FSD 芯片誕生前，特斯拉一直是拿來主義者，它最早與 Mobileye 合作，后又轉(zhuǎn)向英偉達(dá)。

現(xiàn)在，特斯拉則希望將命運(yùn)攥在自己手中，用自研的這顆芯片為 Autopilot 撐起一片天地。

Autopilot 硬件迭代：2.0 - 2.5 - 3.0

在今年 4 月份的 Autonomy Day 大會上，特斯拉祭出了大殺器——FSD 芯片。這背后傳達(dá)的信息很清晰：就是要用自行研發(fā)的技術(shù)替代現(xiàn)有的英偉達(dá)芯片。

四個多月后，特斯拉工程師們又在 Hot Chips 大會（IEEE 主辦，專注于高性能處理器）上對芯片的一些關(guān)鍵組件提供了更多的解析。

這次深度解析也讓外界對特斯拉的 FSD 芯片重燃興趣。

需要注意的是，在大多數(shù)人眼里，這種處理器可統(tǒng)稱為「AI 芯片」。

這樣叫也不為過，但也別對它有太高的期待——AI 芯片目前還無法在預(yù)期領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全知全能的人工智能。

簡單來理解的話，這些芯片根本沒有任何類人的推理或常識能力，它只是能力暴增的數(shù)值計算設(shè)備罷了。

2、圍繞特斯拉新芯片的喧囂與躁動

毫無疑問，Musk 是下定決心要擺脫對英偉達(dá)芯片的依賴，在特斯拉的車輛上部署自行設(shè)計的 FSD 芯片（由三星代工制造）。

在這件事上，我們需要考慮幾個至關(guān)重要的問題：

• 對特斯拉來說，自研芯片真的有意義嗎？繼續(xù)堅持拿來主義是不是更明智？

• 如果硬要對比，特斯拉的自研芯片與現(xiàn)成的專用芯片有什么差別？

• 在全自動駕駛上，AI 芯片到底能實現(xiàn)什么？

1）純硬件方面的重點

有一點需要明確，那就是對 AI 芯片的討論只不過是全局的一小部分。只是芯片是純硬件領(lǐng)域的重點罷了。

想發(fā)揮硬件實力，還得要有相當(dāng)好的軟件。

顯然，那些把特斯拉 FSD 芯片捧上天的人就忘了這一點，沒有一套好的軟件，再強(qiáng)大的硬件也實現(xiàn)不了全自動駕駛。

這不是否定硬件的重大意義，但硬件只是整場戰(zhàn)役的一部分，軍功章的另一半顯然屬于軟件。

從現(xiàn)有消息來看，Musk 手里還沒有能實現(xiàn)全自動駕駛的軟件。

2）設(shè)計上的配合與協(xié)同

如果要設(shè)計一款 AI 芯片，其中一種方案就是得知道芯片需要實現(xiàn)的一系列技術(shù)與性能指標(biāo)。

當(dāng)然，這樣還是屬于紙上談兵，只有不斷努力才能擴(kuò)展 AI 的邊界。

對特斯拉來說，硬件工程師面臨的一系列情況其實還是限制了他們的發(fā)揮。

舉例來說，他們必須將功耗控制在一定程度內(nèi)，否則會對用車成本及續(xù)航產(chǎn)生重大影響。

除此之外，新的處理器必須能嵌入老款芯片留下的位置，這就意味著其尺寸和形狀必須嚴(yán)格遵循原有設(shè)計。

在此期間，還要考慮前代產(chǎn)品的兼容性問題。

另外，自動駕駛芯片的設(shè)計還有一些約定俗成的規(guī)矩，比如體積、重量、功耗、散熱和成本等。

這些硬指標(biāo)要是滿足不了，那么特斯拉邁出的第一步就會摔倒。

2、不恰當(dāng)?shù)谋容^

拿特斯拉 AI 芯片與其他廠商同類產(chǎn)品進(jìn)行比較，合適嗎？拿新產(chǎn)品去「打」老產(chǎn)品顯然不合適。

也就是說，那些開口就提特斯拉 FSD 比現(xiàn)在的英偉達(dá)芯片快多少倍，其實都不懷好意。他們是在暗示特斯拉在此類技術(shù)上取得了巨大突破。

其實 FSD 的計算性能在當(dāng)下市場上并非一騎絕塵的存在，只能說與對手互有勝負(fù)。

另一個為了讓外行們「高潮」而被大肆宣傳的巨額數(shù)字，比如特斯拉 AI 芯片上有 60 億個晶體管。

對普通人來說，60 億這個數(shù)字確實挺唬人，但事實上市場上早就有搭載 200 億個晶體管的 GPU 產(chǎn)品了。

同時，熟悉硬件的人都知道，僅晶體管數(shù)量是無法比較出芯片性能好壞的，而且還要考慮它們的設(shè)計用途。

1）初代產(chǎn)品純屬試水

對芯片設(shè)計稍有了解的人都知道，初代產(chǎn)品想落地就得經(jīng)過一段崎嶇坎坷。

首先，有些潛在的 bug 必不可少。任何第一代產(chǎn)品都逃不過這個過程。即使 Musk 也不能免俗，時間的沉淀才是最好的解藥。

這對芯片來說也是如此。

由于其硅基結(jié)構(gòu)的更改并不容易，因此大多數(shù)時候，硬件的問題需要用軟件來修補(bǔ)。工程師也會對硬件進(jìn)行相應(yīng)的更改和升級，不過這都是迭代多次后的事了。

顯然，放棄了拿來主義的特斯拉，也必須面對初代產(chǎn)品帶來的各種問題。

相比之下，市場上的現(xiàn)成產(chǎn)品就穩(wěn)妥得多，畢竟除了原廠工程師，買方也會參與芯片的整合。

此外，在測試和驗證上，特斯拉目前是形單影只，因此發(fā)現(xiàn)起問題來肯定要慢得多。

2）定制芯片的機(jī)會成本

想要用好自主設(shè)計的芯片，還有一大堆問題值得注意。

放在特斯拉身上，AI 芯片的成本是第一個需要考慮的問題，如此勞心費(fèi)力真的值得嗎？

在投入資源研發(fā) FSD 時，Musk 到底付出了多少機(jī)會成本？

要知道，特斯拉不但要承擔(dān)昂貴的研發(fā)成本，后續(xù)的升級與改進(jìn)成本也得自己承擔(dān)。在這個時代，芯片的升級進(jìn)化也得日新月異，這并不是什么一錘子買賣。

除此之外，特斯拉還得養(yǎng)著自己的研發(fā)團(tuán)隊。當(dāng)下的自動駕駛市場，伯樂常有而千里馬不常有。即使有人才愿意投靠，也得經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)。

特斯拉走出這一步到底是對是錯只有時間能給出答案。Musk 終于能通過 FSD 扼住命運(yùn)的咽喉，特斯拉無需再仰人鼻息了。

不過，定制芯片帶來的一系列蝴蝶效應(yīng)最終還是要他去化解。

對 Musk 來說，這恐怕是一場精心策劃的賭博，同時也意味著一定程度的妥協(xié)。

3）冗余要求

從曝光的細(xì)節(jié)來看，特斯拉設(shè)計的兩顆芯片并行，以保證安全冗余。

如果兩個「大腦」意見不一，那么現(xiàn)有的駕駛狀況和動作規(guī)劃就會作廢，隨后是下一幀的捕獲與分析。

從表面上來看，這樣的設(shè)計比此前的實時冗余系統(tǒng)高，但我們還是有許多嚴(yán)肅的問題需要考慮。

從好的方面來說，這樣的設(shè)計確實能防止車輛「做蠢事」，但從本質(zhì)上來說也只是將錯誤剔除而已。也就是說，特斯拉的冗余設(shè)計也有自己的弱點。

舉例來說，如果問題不是只出現(xiàn)一次，而是循環(huán)播放，一刻都不停歇，兩個「大腦」會持續(xù)否定對方，從而一直拖延系統(tǒng)做決定嗎？

想象一下，如果你開車時一直不敢做決定會出現(xiàn)什么情況，這并不是什么最優(yōu)的駕駛策略。

另一個值得考慮的是，兩個「大腦」必須高度統(tǒng)一的設(shè)定。

這就是業(yè)內(nèi)普遍選擇建立一套額外冗余系統(tǒng)的原因，不停重復(fù)的缺陷確實非常要命。

除此之外，我們還需要一種自我意識能力，當(dāng)兩個「大腦」無法達(dá)成共識時，我們要知道其背后的原因。

當(dāng)然，從分歧中找尋那些有價值信息的能力更為重要，這樣才能提升自動駕駛系統(tǒng)的決策能力。

3、值得贊賞的勇氣

許多人贊賞 Musk 的勇氣，認(rèn)為特斯拉敢走出這樣一條路確實值得尊敬。

不過，從商業(yè)角度來看，這樣的選擇明智嗎？這顆芯片到底會為特斯拉打下百年基業(yè)還是成為埋葬它的墳?zāi)梗?

這是 Musk 押上特斯拉的一場豪賭，特斯拉能否實現(xiàn)真正的自動駕駛就在此一舉了。

參考資料：

1. 特斯拉自動駕駛 FSD 芯片 NPU 詳解

https://zhuanlan.zhihu.com/p/83810731

2.特斯拉在 Hot Chips 上關(guān)于 FSD 的 PPT 整理

https://t.zsxq.com/uvna6q3