в тесле какой процессор
50 млрд транзисторов, 400 Вт мощности и возможность объединения в плитки по 25 единиц. Tesla представила специализированный процессор D1
Для обучения ИИ
Компания Tesla сегодня представила свой новый специализированный процессор D1. Решение предназначено для машинного обучения.
Производительность в вычислениях с одинарной точностью (FP32) составляет 22,6 TFLOPS, а в случае режима BF16/CFP8 речь идёт о 362 TFLOPS. Такие результаты достигаются при TDP 400 Вт.
Так как для машинного обучения важна масштабируемость, Tesla разработала специализированный интерфейс с пропускной способностью 10 ТБ/с. Кольцо ввода-вывода включает 576 полос, каждая из которых имеет пропускную способность в 112 ГБит/с.
В итоге Tesla может собирать чипы D1 в специальные плитки по 25 процессоров в каждой. И такие плитки также можно соединять между собой. Компания продемонстрировала такую плитку с процессорами, работающими на частоте 2 ГГц. Производительность такого решения составила 9 PFLOPS (BF16/CFP8).
Также у компании есть планы по созданию суперкомпьютера на основе процессоров D1. Система ExaPOD будет основана на 120 плитках с 3000 процессоров. Итоговая производительность достигнет 1,1 ExaFLOPS (FP16/CFP8). После постройки система будет самым мощным суперкомпьютером для обучения ИИ. В сравнении с нынешними суперкомпьютерами Tesla на основе GPU Nvidia такая система предложит в четыре раза большую производительность и в 1,3 раза большую производительность на ватт при пятикратном снижении занимаемой площади.
Бортовой компьютер обновлённой Tesla Model S получит мощный графический процессор AMD Navi 23
Известный информатор Патрик Шур (Patrick Schur) опубликовал в Twitter блок-схему, объясняющую, каким образом бортовой компьютер обновлённой версии электромобиля Model S сможет запускать такие графически требовательные видеоигры, как «Ведьмак 3», Cyberpunk 2077 и многие другие.
По данным схемы, в составе развлекательной системы новых электромобилей Model S, которая, вероятно, будет также исполнять роль навигационной системы, будет использоваться графический процессор AMD Navi 23.
На диаграмме указано, что графическая подсистема будет оснащаться 16-Гбит (2 Гбайт) чипами памяти GDDR6 от компании Samsung (K4ZAF325XM). Таких модулей памяти будет четыре. Таким образом общий объём видеопамяти бортового компьютера Model S составит 8 Гбайт.
Диаграмма также сообщает, что видеопамять с эффективной частотой работы 14 ГГц (14 Гбит/с) получит поддержку шины с разрядностью 128 бит, благодаря чему её максимальная пропускная способность составит 224 Гбайт/с, что аналогично возможностям памяти приставки Xbox Series S. Дополнительно стоит отметить, что графическая подсистема электромобиля получит два разъёма DisplayPort и одним HDMI для подключения бортовых мониторов, а также интерфейс PCIe Gen4 x8 для подключения к другим платам.
По данным самой Tesla, бортовой компьютер новых Model S сможет обеспечить до 10 Тфлопс вычислительной мощности, что практически равносильно производительности игровой приставки PlayStation 5. Для этого 32 вычислительным блокам GPU Navi 23 с 2048 потоковыми процессорами придётся работать на частоте как минимум 2,44 ГГц.
Новый процессор для Tesla в 21 раз быстрее предшественника
Все выпущенные до недавнего времени электрокары Tesla оснащались системой автопилота на базе чипа NVIDIA. Теперь автопроизводитель представил новое поколение системы автоматического управления на базе процессора, который оказался в разы производительнее предшественника.
Новый процессор представили на конференции Hot Chips в Калифорнии. Он в 21 раз быстрее использовавшегося ранее решения от NVIDIA. Более того, производство такого процессора будет значительно дешевле, поскольку он спроектирован специально под нужды и алгоритмы электромобиля. Разработчики заверяют в снижении себестоимости на 80%.
Tesla преследует цель создать автопилот, которому не будет равных среди конкурентов. На каждом электрокаре, который в будущем сойдёт с конвейера американской компании, будет устанавливаться по два подобных процессора. Так компания планирует достигнуть максимальной безопасности пользователя в случае, если один из чипов неверно распознаёт сигнал с датчика или камеры.
Каждый чип работает на частоте 2 ГГц и способен вычислять до 36 триллионов операций в секунду. На разработку было потрачено 14 месяцев. Архитектура процессоров предусматривает 6 миллиардов транзисторов.
Процессоры будут работать в паре: если поступившая на один из чипов информация не совпадает с другой, система инициирует повторную проверку. То есть у новых версий электрокаров Tesla, по сути, будет два «мозговых центра». Так система автопилота сможет «мыслить» значительно осторожнее, поскольку каждое принятое решение будет проверяться дважды.
Стал известен процессор, управляющий автопилотом Tesla Model S и Model X
После того, как в октябре этого года компания Tesla с очередной прошивкой бортового программного обеспечения выпустила функцию автопилота для своих электромобилей, многих мучал вопрос — на каком же процессоре она выполняется? Ведь речь идет, ни много ни мало, о задаче искусственного интеллекта, умеющего распознавать образы (от дорожных знаков до внезапно перебегающих улицу людей) и принимать соответствующие решения. Как мы уже рассказывали, на прошедшем в марте этого года мероприятии Nvidia присутствовал основатель Tesla, Илон Маск, который вместе с главой Nvidia, Джен-Сан Хуангом, обсудил перспективы беспилотных автомобилей. И поскольку мероприятие было посвящено в том числе и Drive PX, возникло подозрение, что именно им оснащены последние модели Tesla.
Напомним, что этот бортовой компьютер для беспилотного вождения автомобиля был представлен 5 января этого года. Он оснащен двумя Tegra X1, самыми производительными в мире, после Apple A9X, мобильными процессорами с архитектурой ARM. Как сообщают наши коллеги из WCCFtech, в бортовых компьютерах электрокаров Tesla Model S и Model X действительно используется процессор Nvidia, более ранний и менее производительный Tegra K1, который был анонсирован за год до Tegra X1. Но он занимается только выводом графики на дисплей панели управления — за работу автомобильного «разума» отвечает совсем другой процессор. Этим процессором, согласно WCCFtech, является созданный израильской компанией Mobileye.
EyeQ3 имеет площадь 42 мм 2 и создан на основе весьма устаревшего по нынешним меркам 40-нанометрового техпроцесса, но несмотря на это отличается довольно низким энергопотреблением — 2.5 Вт против 5 Вт у Nvidia Tegra K1. Процессор оснащен 4 векторными ядрами и 4 ядрами на базе архитектуры MIPS (отличной от x86 и ARM, хотя и родственной последней). Каждое из MIPS-ядер в свою очередь содержит по 64 блока умножения-сложения и работает с тактовой частотой 500 МГц. Усреднённая утилизация EyeQ3 за интервал времени составляет 80% (допустимой, как правило, считается утилизация от 20% до 90%).
EyeQ3 | Tegra X1 | |
---|---|---|
Площадь кристалла | 42 мм² | 126 мм² |
Техпроцесс | 40 нм | 20 нм |
Энергопотребление | 2.5 Вт | 10 Вт |
Кол-во ядер | 4 | 256 |
Операций на ядро | 64 | 2 |
Тактовая частота | 0.5 ГГц | 1 ГГц |
Утилизация | 80% | 28% |
Операций в секунду | 102 млн | 143 млн |
Любопытно, что по данным опубликованной WCCFtech иллюстрации, взятой якобы из некоей презентации Mobileye, бортовой автомобильный компьютер Drive PX также оснащен процессором EyeQ3:
Последнее утверждение выглядит довольно странно с учетом того, что Nvidia именно два своих процессора Tegra X1 позиционирует в качестве мини — «суперкомпьютера», который способен обрабатывать огромный объем считываемой камерами информации, распознавать её и отдавать соответствующие указания бортовой электронике. Мы рассчитываем прояснить этот вопрос в будущем.
Ну а преемником EyeQ3 компания Mobileye в 2018 году планирует сделать EyeQ4, производительность которого по сравнению с предшественником вырастет в 10 раз — до 1.26 млрд операций умножения-сложения, или 2.5 терафлопс, причем при почти таком же энергопотреблении (3 Вт). Это позволит обрабатывать видео с частотой 36 к/с, поступающее сразу с десяти камер. Помимо 6 векторных ядер с тактовой частотой 1 ГГц (76 блоков умножения-сложения на ядро), EyeQ4 получит 14 MIPS-ядер: 10 ядер-акселераторов, 2 ядра PMA (Programmable Macro Array) с тактовой частотой 0.75 ГГц (372 блока на ядро) и 2 ядра MPC (Multithreaded Processing Clusters) с частотой 1 ГГц (32 блока на ядро). Утилизация процессора составит 96%.
Под капотом Tesla Model 3: как поменялось hardware за 3 года
В перерывах при постройке реактивного ранца я немного ковыряюсь с Tesla Model 3. Подписывайтесь на канал @teslahackers, где я буду рассказывать про то, как хакеры по всему миру взламывают Tesla и как научиться «наваливать бочком» на Tesla в Москве. А пока предлагаю перевод исследования французской реверс-инжиниринговой лабы System Plus Consulting.
Tesla Model 3 вышла три года назад. И все же, благодаря обновлениям программного обеспечения и замене аппаратного обеспечения (с HW 2.5 на HW 3.0), Tesla обещает сохранить актуальность Tesla 3 и подготовить ее к будущему с беспилотной ездой.
По крайней мере, так они обещают.
У среза подкованных в технологиях покупателей из Кремниевой Долины любовь к Tesla возведена в культ, и им всегда хочется большего. Они любят эти машины, им нравится, что они работают на электричестве, а к твитам Илона Маска они относятся как к религии.
Прежде всего, они восхищаются чистой, элегантной архитектурой автомобиля Tesla, разработанной с нуля. Tesla может добавлять новые функции и даже обновлять автомобили почти волшебным образом, по воздуху (OTA). Ни один из других OEM-производителей (их автомобили привязаны к устаревшим платформам) не разработал столь масштабный метод обновления программного обеспечения для автомобилей.
Фанаты Tesla, как правило, меньше переживают по поводу спорной функции «Автопилот». Они не концентрируются ни на том, что она делает, ни на том, что она не делает. Они предпочитают сосредоточиться на том, чем когда-нибудь автопилот может стать – исходя из обещаний Tesla. В дополнение к серии обновлений программного обеспечения, в прошлом году Tesla повысила ставки, обновив аппаратную составляющую – с Tesla HW 2.5 на HW 3.0.
С внедрением HW 3.0, Илон Маск заявил в твиттере: «Все выпускаемые автомобили имеют необходимое оборудование, (вычислительное и не только), для полностью беспилотной езды.» Посмотрим, что именно Маск имеет в виду под «полностью беспилотной ездой».
Что нас заинтриговало, так это переход на HW 3.0. Что сегодня находится под капотом Model 3, и как эта машина будет меняться?
Model 3 — это более компактный и доступный по цене электромобиль, впервые выпущенный в середине 2017 года. Благодаря представленной в прошлом году собственной системе на чипе, Tesla обещает покупателям Model 3, что если они приобретут полный комплект программного обеспечения для беспилотного управления, то они получат обновление с HW 2.5 до HW 3.0, просто посетив сервисный центр.
В этом выпуске «Под капотом» с System Plus Consulting (Нант, Франция), мы углубимся в Tesla Model 3, и сфокусируемся на автомобильных датчиках и ECU Autopilot Tesla, установленном в Model 3.
Доступность прежде всего
Вычислительная мощность автомобилей становится все более важной характеристикой. Значительная вычислительная мощность необходима для обеспечения оптимальной помощи водителю и автоматизированного вождения, а также для активации функций безопасности.
Для оптимизации автоматического вождения многие производители комплектного оборудования и ведущие автопроизводители используют различные датчики, такие как камеры, радары, лидары и ультразвуковые сенсоры, которые позволяют автомобилям обнаруживать окружающее их пространство. Все данные, получаемые от датчиков, должны быть собраны воедино, и именно здесь в игру вступает блок управления.
Учитывая образ передовых технологий, который поддерживает Tesla, широкая общественность простит многое, если она поверит, что все аппаратные средства внутри модели 3 являются технически самыми передовыми и доступными на рынке.
Заглянув под капот, вы увидите, что основной целью Tesla при проектировании Model 3 было снижение стоимости систем продвинутой помощи водителю, что сделало модель «доступной», объяснил генеральный директор System Plus Ромэн Фро (Romain Fraux).
В качестве датчиков в Model 3 используются восемь камер, один радар и 12 ультразвуковых датчиков. Model 3 не использует лидары, что соответствует известному утверждению Маска о том, что лидар — это «дурацкая идея».
Далее System Plus поделятся информацией о датчиках и вычислительном блоке Model 3.
Сенсоры для ADAS
(Source: System Plus)
Набор датчиков, встроенных в Tesla Model 3, включает в себя восемь камер, которые обеспечивают 360-градусный обзор вокруг автомобиля в радиусе 250 метров и 12 ультразвуковых датчиков, которые дополняют эту систему обзора. Вместе они позволяют обнаруживать твердые и мягкие объекты на расстоянии с почти вдвое большей точностью, чем у предыдущей системы. Данный набор датчиков также включает в себя радиолокационную систему прямого обзора с усовершенствованными функциями обработки изображения. Эта система предоставляет дополнительные данные об окружающей среде на избыточной длине волны, способной видеть сквозь проливной дождь, туман, пыль и даже за пределами предыдущих автомобилей.
На передней панели расположены четыре камеры, которые поддерживают радар и обладают различными характеристиками. Основная камера охватывает 250 метров, но имеет малый угол обзора, в то время как другие охватывают более короткие расстояния (150, 80 и 60 метров), но имеют широкий угол обзора окружающей среды вокруг автомобиля и именно они используются для считывания дорожных знаков. Остальные четыре камеры смотрят на боковые и задние части автомобиля и могут видеть на расстоянии до 100 метров.
Сонар, в свою очередь, использует ультразвук для обнаружения препятствий в радиусе 8 метров вокруг автомобиля. Он работает на любой скорости, а также контролирует слепую зону. Данные, собранные сонаром, также используются автопилотом для управления системой автоматической смены полосы движения во время обгона. Наконец, GPS используется для определения положения автомобиля относительно дороги.
Передние камеры
(Source: System Plus)
Для прямого обзора компания Tesla разработала трехкамерный модуль с тремя датчиками изображения от On Semiconductor. Model 3 также использует две боковые камеры прямого обзора, две боковые камеры и камеру заднего обзора.
Спроектированные для Model 3 восемь камер основаны на тех же 1,2-мегапиксельных датчиках изображения, выпущенных компанией On Semiconductor в 2015 году. «Они недорогие. Они не новые и не отличаются высоким разрешением», — заметил Фро.
Приобретение всех восьми датчиков изображения у одного поставщика означает, что «Tesla, должно быть, стремится к лучшей закупочной цене», — отметил Фро.
Сравнение тройных камер
(Source: System Plus)
Тройная камера Tesla Model 3 оснащена тремя CMOS-датчиками изображения ON Semi AR0136A с размером пикселя 3,75 мкм с разрешением 1280×960 1,2 МП. Эта камера обеспечивает работу системы захвата переднего изображения на расстоянии до 250 метров, используемой модулем контроля автопилота и помощи водителю.
Чтобы добавить контекст к трехкамерному модулю Tesla, System Plus сравнила его с трехкамерным модулем, разработанным ZF, одним из крупнейших поставщиков автомобилей первого уровня. S-Cam4 от ZF поставляется с двумя решениями, одно с монокамерой, а другое с тройной камерой.
S-Cam4, версия модуля ZF с тройной камерой, оснащена датчиками изображения Omnivision CMOS и процессорами компьютерного зрения Mobileye’a EyeQ4.
Технология монтажа печатной платы, используемая Tesla, отличается от технологии BMW, как показано на изображении выше. BMW предпочитает изолированную комбинацию датчиков на трех различных печатных платах. В свою очередь, в трехпозиционный модуль камеры Tesla встроены все CMOS-датчики на печатной плате без использования системы на чипе.
S-Cam4 от ZF включает в себя возможности обработки зрения Mobileye.
(Source: System Plus)
Радар
(Source: System Plus)
Tesla выбрала проверенный радиолокационный модуль от Continental. Continental ARS4-B содержит набор микросхем радиолокатора с частотой 77 ГГц и 32-разрядный микроконтроллер, поставляемый компанией NXP Semiconductors. Фро из компании System Plus отметил, что несмотря на то, что несколько компаний по производству микросхем, включая MediaTek и Texas Instruments, заявили о своем выходе на рынок автомобильных радаров, NXP и Infineon бесспорно представляют собой пару лидеров. Continental является ключевым игроком среди поставщиков радарных модулей. Их ARS4-B «можно найти по крайней мере в 15 других транспортных средствах, включая Audio Q3, VW Tiguan, Nissan Rogue и другие», объяснил Фро.
Радарная система Continental ARS4-A используется для предупреждения о столкновении, экстренной помощи при торможении, смягчения последствий столкновения или адаптивного круиз-контроля (ACC). Важным элементом данной системы является одновременное измерение больших расстояний (до 250 м с точностью ±0,2 м) и малых расстояний (до 70 м), относительной скорости и угла между двумя объектами.
Система состоит из двух электронных плат, включающих в себя полупроводниковый микроконтроллер NXP и приемопередатчик Broadcom Ethernet. Радиочастотная (RF) плата выполнена с асимметричной структурой с гибридной подложкой PTFE/FR4, оснащенной плоскими антеннами.
В качестве высокочастотного приемопередатчика радара используется чипсет NXP Semiconductor 77 GHz, состоящий из четырех приемников, двух передатчиков и связанного с ними генератора с регулированием напряжения (VCO).
Tesla Computer Unit
(Source: System Plus)
Tesla разработала специальную «двойную вычислительную платформу с жидкостным охлаждением», состоящую из автопилота и информационных компьютеров. Они построены на двух разных платах в одном модуле, пояснил генеральный директор компании System Plus Фро.
(Source: System Plus)
С одной стороны, имеется информационно-развлекательный электронный блок управления. С другой стороны – ECU автопилота. В HW 2.5, изначально установленном в Model 3, Автопилот Tesla все еще включался с помощью системы на чипе и графического ускорителя от Nvidia.
Tesla интегрировала полноценные модули от нескольких производителей: графические чипы от Nvidia, процессоры от Intel, микроконтроллеры от NXP и Infineon, память от Micron Technology, Samsung и SK Hynix и аудиоусилители от STMicroelectronics.
Эволюция ECU системы автопилота
(Source: System Plus)
System Plus отмечает, что эволюция компьютера Тесла связана с ECU автопилота. В HW 2.5 Tesla включила два компьютера Nvidia Parker SoC, один Nvidia Pascal GPU и один Infineon TriCore CPU. Перейдя на HW 3.0, Tesla интегрировала два новых Tesla SoC, два графических чипа, два нейросетевых процессора и один дополнительный процессор.
(Source: System Plus)
С одной стороны, центральный контроллер помощи водителю zFAS из Audi A8 — «поставляется без дублирования и действительно дорог». С другой стороны, версия Tesla, использующая две собственные системы на чипе, предлагает резервные системы.
HW 2.5 против HW 3.0
(Source: System Plus)
Фро сказал, что Tesla установила больше компонентов для HW 3 (4746 элементов) на плату того же размера, по сравнению с HW 2.5 (4681 элемент).
Для HW3 количество процессоров уменьшено с четырёх (Nvidia, Infineon) до двух Tesla SoCs.
Технологический узел, используемый в системе на чипе от Tesla в HW 3, составляет 14 нм, по сравнению с 16 нм в процессорах Nvidia HW2.5. Во время выпуска HW 3 Фро заметил: «Это был первый раз, когда в автомобиле использовался FinFET с процессом 14 нм».
Эволюция автопилота (Source: System Plus)
Возврат инвестиций для собственных SoCs?
(Source: System Plus)
Автомобильная промышленность редко видела автопроизводителей, разрабатывающих собственные интегральные схемы специального назначения для своих автомобилей. Это «большой риск», — сказал Фро, – «если только у вас нет талантливой команды разработчиков аппаратного обеспечения внутри компании». Учитывая современный автомобильный рынок, это будет непростое решение, добавил он.
И все же, Tesla не одиноки. Есть ряд автопроизводителей, которые стремятся сделать то, что Tesla сделали с разработкой собственного процессора для системы автопилота.
Но стоит ли на самом деле тратить много денег на исследование и разработку собственной интегральной схемы специального назначения для собственных автомобилей?
«Если вы хотите сохранить хорошую маржу и перейти на серийное производство, это может иметь смысл», — заметил Фро. За последние несколько лет, когда все больше и больше электронных компонентов устанавливается в автомобили, для многих автопроизводителей было настоящим шоком узнать, что ведущие поставщики чипов, такие как Nvidia и Intel, привыкли иметь большую маржу со своих систем на чипе, процессоров и графических чипов. Если OEM-производители не хотят продолжать переговоры о ценах с поставщиками чипов в течение следующих пяти лет, им, возможно, будет проще разработать свои собственные системы на чипе, чтобы контролировать свою судьбу.
По подсчетам System Plus, HW 2.5 от Tesla, состоящий из трех чипов Nvdia и микроконтроллера от Infineon, стоит 280 долларов. В свою очередь, HW 3.0 от Tesla, основанный на двух системах на чипе от Tesla, стоит 190 долларов.
Если предположить, что автопроизводитель потратит 150 миллионов долларов на проектирование собственного процессора, и при этом не произойдет никаких изменений в ценах на компоненты и ежегодное производство 400 000 единиц, отметил Фро: «Наша быстрая оценка показывает, что вы сможете окупить свои вложения за четыре года».
Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.
Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.
У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.