英特尔发布两款芯片，发力软件定义汽车

近年来，电气化和智能化大举“入侵”汽车产业，这不但给汽车厂商带来了巨大的机遇，伴之而来的挑战也让各大汽车厂商神经紧绷。特别是在过去一年多，汽车产业加速内卷，让这些厂商面对的问题日益严峻。
 
作为电气化和智能化背后最大的推动力，汽车芯片厂商压力剧增。英特尔院士、英特尔公司副总裁、汽车事业部总经理Jack Weast在日前开幕的CES同期演讲中也以新能源汽车为例指出，随着电池容量越来越大以及消费者对续航力成期望的不断提高，电动车的盈利变得越来越困难。
 
为此，英特尔认为，我们需要引入全新的产品和解决方案。推动汽车行业向“软件定义汽车”转型，才能让整个汽车产业在环境上可持续的同时，也能实现经济上的可持续。
 
正如Jack Weast所说：“考虑到某些汽车中超过100个ECU（电子控制单元）和一公里长的铜线缆，这一转型比以往任何时候都更加关键。”
 
软件定义汽车，大势所趋
 
Jack Weast曾在一篇文章中写到，在IT行业中，我们早已远离了嵌入式单功能设备，并转向了现代高性能计算系统。基于软件所带来的惊人的潜力，不同功能和负载可在单一、集中的系统上运行，显著降低成本并带来能效优势。自从二十多年前，软件定义的高性能系统被引入IT行业以来，IT行业以及其他使用过该系统的行业从未想要变回传统系统。
 
而作为一家主导市场当年的龙头，英特尔英特尔在软件定义架构层面有着独特的见解。因为在数据中心领域，英特尔已经帮助客户创建了这些架构，公司在支持软件定义层面也拥有超过20年的经验。同时，英特尔也通过软件定义助力了制造业和电信业等行业的转型。
 
承继这些丰富经验，英特尔希望能将软件定义带到汽车行业，做好软件定义，让汽车更具差异化——这就是英特尔希望帮助行业达到的目标。“英特尔可以在两件最重要的事情上赋能整个汽车行业：降低成本帮助企业提高盈利能力，并增强创新能力。”Jack Weast补充说。
 
尤其是在当前火热的新能源汽车行业，盈利和创新显得尤为重要。
 
Jack Weast也认为，对于电动汽车来说，最重要的是能效，这不仅关系到电池的大小和重量，还涉及到电池的成本和整个电动汽车解决方案的成本。英特尔专注于汽车行业中这三个层面的问题，我们也推出了整车解决方案来解决这些问题，重构汽车架构。“英特尔在汽车行业有着独特的优势。”Jack Weast说。
 
基于这些思考，芯片巨头在去年发布第一代AI增强型软件定义车载SoC，这些产品将在2025年第一季度大批量出货。
 


同时，英特尔还收购了Silicon Mobility，开启更加可持续的电气化未来。
 
据介绍，Silicon Mobility SAS由Cipio Partners和Capital-E共同投资，是一家专门从事电动汽车能源管理SoC设计、开发和部署的无晶圆厂汽车芯片和软件公司。其SoC具备业界领先加速器，专为能源传输而设计，与高度先进的软件算法相融合，可显著提升汽车能效。
 
在英特尔看来，Silicon Mobility的先进技术将助力英特尔进一步拓展公司在汽车领域的影响力，从高性能计算延伸至智能和可编程电源设备。借助这单收购，英特尔加强了服务汽车厂商的能力。
 
但是，正如Jack Weast之前所说，英特尔绝不会空谈软件定义体系架构，然后让客户依然受限于专有架构和专有API 。因为这既不是IT行业的运作方式，也不会在汽车行业奏效。“软件定义的本质是开放的体系架构和API，这不仅支持跨芯片供应商使用，还可以在汽车到云端之间重复使用和互操作。英特尔汽车解决方案致力于采用开放式架构，我们绝不会限制您使用特定操作系统或API，您也不会受制于英特尔硬件。”Jack Weast表示。
 
他进一步解析说，英特尔提供的整车方案所需的先进半导体技术来自于数据中心。软件定义架构不是来自手机和平板电脑，汽车行业需要数据中心中服务器和网络芯片所用的先进半导体技术来支持汽车中的功率、性能，来支持混合关键工作负载的先进半导体技术分离。
 
于是，在本届的CES上，英特尔带来了全新的汽车产品路线图分享。当中包括用于区域控制器和电动汽车动力总成系统的英特尔ACU和英特尔锐炫^™ B系列车载独立显卡（代号 Battlemage），
 
英特尔的全新ACU，革命ECU
 
在英特尔汽车芯片的最新路线图中，首个“被革命”的产品将会是区域控制器。所谓区域控制器，是汽车区域架构中的一个关键组件，它负责将大量的执行器和传感器连接到中央计算ECU，并且在区域内的策略中可以发挥重要作用。
 
Jack Weast说，如果有一辆车里有100个ECU（电子控制单元），当我把ADAS（高级驾驶辅助系统）和信息娱乐系统合并在一起时，那么ECU就从100变成了99，而英特尔的目标是将ECU的数量变成50。那另外49个怎么办呢？这就是英特尔要为行业做的事情。
 
“我们提供的解决方案通过将高性能SoC软件定义带入到微控制器大小的封装中，将软件定义的概念引入到了区域控制器中。”Jack Weast表示。
 
这就是英特尔所说的ACU（Adaptive Control Units）——自适应控制单元。
 
众所周知，在传统的微控制器中，信号从采集外设输入，传送到定时处理器，然后再分派给CPU。它可能在几个不同的CPU之间来回传递，然后再通过定时处理器输出，如此形成一个顺序处理的循环。在这个过程中，如果微控制器在处理一个采集信号的同时有另一个信号进来，您就不得不等待，并且要么以热量的形式放弃它，或者尝试将其加入到负载中，此时就会用到多核微控制器。
 
但如果将其加到其他负载中，则会影响到延迟和确定性。也就是说，当你处理完信号再发送出去时，它的速度可能会导致你错过控制电机等重要的时机，而这正是当前方法存在的问题。目前的方法使用的是算法路径（比如SVPWM，空间矢量脉宽调制）已经有40多年的历史了，不太适用于如今电动汽车使用的电机和电压等级。
 
当然，市场上也有诸如“基于电机旋转角度的优化脉冲模式”的算法提供支持。但是这些算法就像AI算法一样，需要全新的硬件支持。于是，英特尔推出了一种自适应控制单元ACU。
 

 
据介绍，这是一种新型的微控制器设备，也是传统的CPU，但包含了一个可编程的灵活逻辑单元。这样我们就可以将其视为专门为实时控制工作负载设计的可编程加速器，正如你在电动动力总成中所见到的一样。有了这个产品，在采集信号传入时，就可以被确定性地处理，每次都能保证时序。并且你可以并行处理成百上千个这样的信号。
 
“你已经开始使用新的算法路径，同时也利用了新的芯片方案，现在你的处理速度和性能也将得到提升。它消除了非确定性和延迟问题，能够执行和交付一整类全新的算法，这些算法在传统微控制器或数字信号处理器（DSP）上实际上是无法运行的。这对于动力总成系统的好处是难以置信的。”Jack Weast说，
 
他同时透露，虽然这个自适应控制单元最初设计是用于电动汽车动力总成系统，但后来发现，这个产品不仅仅可以在动力总成系统中发挥作用，还可以像传统的微控制器一样，用于许多不同的应用。客户也正在与英特尔合作，基于英特尔ACU，将多个不同的微控制器解决方案更高效地组合到单个芯片中。
 
Jack Weast表示，基于芯片级增强版虚拟化功能，借助设计能实现无干扰 (FFI)，因为在这个可编程区域，你可以一直分割到芯片的驱动管脚。并在保证性能的前提下严格执行免受干扰的规定，这比传统的域控制器和分区控制器的解决方案要好得多，因为传统的方法只是增加一堆内核，而随内核的数量增加，就需要更多内存，这也意味着更高的成本，更长的延迟，更低的确定性。
 
“ACU是全新的产品，也是英特尔在行业率先推出的产品，汽车行业中还没有类似的方案。英特尔认为，汽车行业需要超越传统的微控制器，转向自适应控制单元，如此一来汽车厂商可以采用软件定义汽车的方案。”Jack Weast总结说。
 
车载独立显卡，革新汽车体验
 
对于汽车行业，过去几年，除了智能驾驶以外，车内座舱的变化也翻天覆地。从过去相对单调且笨拙的屏幕，变成了当下的平板式体验座舱。但是，在汽车厂商都趋同化的当下，领先的厂商们正在寻求实现差异化，并提供新的体验（如车内游戏）。总而言之，他们想提升车辆中的视觉保真度，超越传统的2D手机和平板电脑式的用户界面。
 
因应客户的这个需求，英特尔在汽车产品组合中添加了一个新产品，即英特尔锐炫™ B系列车载独立显卡（代号 Battlemage）。
 
其实早在2024年八月，英特尔就发布了旗下首款车载独立显卡-锐炫ARC 760。据英特尔当时介绍，英特尔车载独立显卡的发布，将满足日益复杂的汽车座舱对算力不断增长的需求。通过整合AI增强型软件定义（SDV）车载SoC系列和英特尔车载独立显卡，英特尔为汽车厂商提供了一个开放、灵活且具备高度可扩展性的平台型解决方案，这将为车辆带来更出色、更高级别的沉浸式体验。
 
此举也标志着汽车厂商如今能够打造适用于多款车型的通用汽车平台。其中，入门级和中端车型可以搭载英特尔软件定义车载SoC，而高端车型则可以通过部署英特尔车载独立显卡，利用其带来的强劲算力来获得更多先进功能。由于相关软件完全适配集成显卡和独立显卡，这一方案也将大大简化汽车厂商的开发过程，提高开发效率。
 
现在，伴随着新显卡的亮相，英特尔增强了服务客户的能力。
 
Jack Weast也介绍道，这款芯片具有卓越的性能，将为汽车厂商提供温度和可靠性更适用于汽车的车规级产品。如此一来，汽车厂商就可以在车内部署英特尔锐炫车载独立显卡，并在车内运行本地大语言模型，为消费者提供AI生成的内容。
 
值得一提的是，英特尔还推动AI PC庞大的生态系统与英特尔汽车路线图完全兼容，因为不管是车内还是PC，使用的都是英特尔的架构。而通过这些方式带来的应用程序丰富程度也令人难以置信。
 
为了进一步提升车内体验，英特尔还将与Epic Games合作，将Unreal Engine引入到英特尔锐炫™ B系列车载独立显卡，这样大家不仅可以享受车内的高端游戏体验，还可以利用Unreal Engine的强大功能。这是完整版的PC引擎，而不是手机或平板版本，可以在提供令人惊叹的车内视觉显示，带来下一代视觉体验。
 
“独立显卡对于游戏、AI，对于英特尔和我们的客户，对生态链来说都是越来越重要的。以前，车的更新换代相比传统消费电子产品慢很多，现在速度也加快了。车载独立显卡不一定会全部跟随PC显卡来迭代，但是我们会更好通过我们丰富的产品去满足汽车厂商的需求，做出更好的汽车产品。”Jack Weast总结说。
 
携手合作伙伴，加速走向未来
 
在Jack Weast看来，英特尔不仅仅是高性能计算供应商，英特尔汽车业务是多样化的，产品涵盖了从动力总成到区域控制器，当然也包括高性能计算。通过这三种产品组合，英特尔可以独一无二地帮助汽车厂商将汽车看成一个整体，从系统的角度出发，来优化汽车架构。
 
当时，和很多领域的应用一样，硬件只是做好一件事的入门条件。要做好这件事，还需要在生态上和合作伙伴联手。这正是英特尔在CES上宣布和红帽合作的原因之一。
 
英特尔直言，红帽是公司的重要合作伙伴。过去20年里，他们不仅帮助英特尔在数据中心创建了软件定义架构，而且他们非常了解英特尔芯片的特性如何提供真正的软件定义架构方法。同时，红帽也在致力于为汽车应用程序提供功能安全认证的Linux环境。于是，英特尔将支持红帽公司，并在其所有未来版本的红帽车载系统上提供其芯片，并确保该操作系统在英特尔SoC上的功能安全认证。
 
为了加速客户的开发流程，英特尔甚至还和AWS建立了紧密合作。
 
过去，汽车厂商需要在实验室的物理板上测试代码。但是没有人能保证这段代码在这一环境中被开发，就一定可以在目标平台上正常工作。但英特尔通过与AWS合作，提供了一种独特的方案——带有英特尔汽车SoC的AWS订购服务。因为AWS集群背后通常都是英特尔至强处理器，这样，其客户就能够在云端以云的规模来理解、开发和性能评估代码，而无需昂贵的开发板和实验室访问费用等。
 

 
“这是英特尔架构的强大之处，因为我们可以使用和车内完全相同的芯片，同时，由于这种架构的兼容性，它也可以在云端提供，也可以作为 AWS 集群的一部分，而英特尔为客户提供使用这些资源的能力。”Jack Weast总结说。他同时，认为，这对汽车制造商来说是一个彻底的改变，因为他们目前无法使用具有竞争力的芯片来做到这一点。
 
写在最后
 
在问到英特尔在汽车市场有何独到之处的时候，Jack Weast表示，这首先体现在英特尔对生态链有很好的支持和服务；其次，英特尔在产品的可扩展性方面有很多成果；第三，产品具有可延续性。
 
“面向汽车市场，英特尔不仅会打造基于芯粒（chiplet）的车规级产品，还将帮助客户设计自己的芯粒。通过结合客户自己的专业知识和英特尔代工服务，我们可以将客户的芯粒集成到英特尔的汽车产品中，作为定制化的混合解决方案交付给客户。”Jack Weast总结说。
 
在英特尔看来，公司将是汽车行业一个非常重要的参与者，因为公司一如既往地持续投资和创新，推出多样化的产品组合，保持独特优势，真正为行业提供急需的产品选择，帮助厂商打造差异化的创新产品。
 
英特尔也正在通过整车的方法，让汽车厂商拥抱正正的定义汽车时代。