作者 | 马超       责编 | 苏宓

出品 | CSDN(ID:CSDNnews)

3 月 30 日,在小米春季新品发布会上,已过天命之年的雷军,依然保持着昂扬的斗志,不但一口气发布了 15 款令人振奋的新品,更是在最后甩出了王炸,表示将押上一生的荣誉,全力投入小米造车的事业,不少业界同仁都认为小米敢于进入汽车领域,关键在于帐上超过 1000 亿的现金储备。

不过笔者窃以为沉寂 5 年之后,再度惊艳亮相的澎湃芯片,才是雷军敢于选择汽车制造这种超高难度领域,且作为自己职业生涯终极之战的底气所在。

为什么是 ISP,小米的造车策略

这款澎湃 ISP C1 芯片,搭载在小米的首款折叠手机 Mix Fold 中正式面市。接下来,我们不妨看看其背后的技术。

ISP(Image Signal Processor),即图像信号处理器,是用来对前端图像传感器信号进行图像处理并优化的单元。通俗来讲,ISP 相当于手机的视觉中枢,将“数码摄像头”呈像效果提高到“人眼”的水平,使手机拍照的图像尽可能接近人眼看到的实景效果。ISP 系统的核心任务有两个,一是将提升图像的显示效果,二是将多个镜像头的信息合成为一张分辨率更高的图像。比如去年世界各地的天文学家们将分布在全球各地的射电望远镜组合集群一起拍摄黑泂照片时,其运用核心算法就是 ISP 技术。

ISP 的构成与普通手机 SOC 没有太大区别,也都是 CPU、PMU 等 SUP IP 模块组成,不过 ISP 芯片一般只专门用于进行图像处理。一般来说,ISP 芯片大多使用反馈处理算法,ISP 的控制单元模块通过获取图像统计信息,对于摄像头与传感器进行反馈,以达到自动调节图像质量的目的。在拍手机拍照时 ISP 通过自身的图像处理算法,对于镜像和传感器等部分进行控制,完成自动光圈、自动曝光、自动白平衡等功能 从而使手机拥有自带 PS 滤镜的效果。

可以说 ISP 芯片就像是一位美妆博主,使得普通用户在没有任何拍摄器材的帮助下,也能拍出单反的效果,而且现在手机一般都提供比单反模具配件多得多的场景模式,自动对各种拍摄参数进行微调,让每用户都能成为影像大师。目前在手机性能趋向饱和以后,拍照功能的好坏成了手机厂商比拼的关键环节。

由于 ISP 中大量各层次算法间相互影响,因此需要诸多的调校工作在,这需要大量而长期的经验积累,而且尤其是本次澎湃 C1 搭载的 MIX FOLD手 机还使用三个液态摄像头的独特方案,在这样的情况下想要使 MIX FOLD 达到旗舰级的拍照水准,小米的工程师们也只有自研这一条道路可以选择了。而澎湃 C1 则堪称完美的完成了这一艰巨的任务。

小米汽车离不开的澎湃芯

那么,为什么说澎湃芯片才是雷军此次作为自己职业生涯终极之战的底气所在。

事实上,去年起,不少人预估到汽车的销量大幅下降,因此许多汽车电子的上游供应商还主动大幅缩减了产能,这也就使很多大型车企都爆出由于缺乏芯片供应,而不得不将工厂停工的传闻。相信有着丰富制造业经验的小米,一定会从年初车企的停工事件中汲取经验,在正式进军造车领域的同时,开展汽车芯片的技术储备工作。

与手机不同,汽车控制系统要求芯片等电子设备能够在极端恶劣的情况下还能够保持正常运行;而且像制动、安全等关键模块还要求芯片及操作系统有极快的实时响应速度;在稳定性,高可用方面的要求更是比手机高出几个数量级。可以说汽车电子对于芯片的依赖程度一点也不亚于 PC 和手机。令人庆幸的是汽车芯片一般对于算力要求不高,也不要求特别先进的制程,因此汽车电子领域很可能是小米芯片未来的最佳突破方向。

除了传统的汽车芯片之外,小米自动驾驶更需要澎派芯。从媒体报道的情况来看,小米的自动驾驶方案 MiPilot 早就已经提上日程了,我们知道自动驾驶是一个技术含量很高的领域,是各大科技巨头的兵家必争之地。

目前在自动驾驶方面主要有激光雷达与摄像头定位两种技术方案,其中用激光照射目标物体,并用检测器来分析反射光,来测量距离的技术手段。目前在障碍物检测、动态物体追踪等方面使用很多,也最为稳定。不过,激光雷达的部署成本较高的缺点也受到业界很多诟病,不久之前钢铁侠马斯克还对外放话称,“视觉方案已经足够安全,用激光雷达的自动驾驶方案都是大傻X。”从笔者了解到的情况看,初代小米汽车相关车型在设计期并没有考虑布署激光雷达设备。

与激光测距的方案不同,摄像头测距是一种通过提取影像,并依靠图像处理技术来追踪确认距离的技术,而基于图像处理技术的距离判断,是可能存在一定误判率的,甚至在某些特殊情况下,摄像头方案可能还会有所缺陷,比如目标物体是白色的,那么图像处理技术也可能会对此产生盲点,没有将其视为障碍物边界。

在此,笔者从已知一些新闻推断,MiPIlot 的自动驾驶等级应该处于在 L2 级到 L3 级之间,即辅助驾驶但不能替代驾驶员核心操控地位,从这个情况来分析,小米自动驾驶使用的应该是摄像头定位的方案,但是摄像头图像处理本身依靠的是 AI 深度学习的神经网络运算,而且还要达到极快的推理速度,这对于芯片的矩阵处理能力要求特别严格。

因此小米自动驾驶也将是澎湃大展身手的良机。这里有一个情况特别值得关注,不久前,Arm 公司发布了 ARM 的 V9 版本,其中最具革命性的进展就 SVE 指令集对于 AI 的提速。我们知道 SVE 是 Arm 与富士通合作开发的可伸缩矢量扩展(Scalable Vector Extension)技术,并驱动了之前登上世界上最快的超级计算机“富岳”平台。本次 Arm 在第一代 SVE 的基础上,为 Armv9 量量身定制开发了 SVE2 指令集。

我们知道目前主流的 64 位 CPU 一次只能处理 64 位长的数据,这对于普通的运算来讲是够了,但对于机器学习所需要矩阵运算完全不够看,一个矩阵向量的参数往往需要 512 位甚至更长,而 SVE2 指令集在这方面则是革命性提升,SVE2 操作数向量的大小可变,范围从 128B 到 2048B 都可以支持,而且多个取址模块可以同时操作,一个指令周期就可以完成参数读入,这将给 AI 推理计算所需要的矩阵运算带来极大提升。特别值得庆幸的一点是 ARM v9 没有使用来自于美国的 IP,不受美国的出口限制,因此小米完全可以借助于 ARMV9 芯片 CORE 来打造属于自己的 AI 自动驾驶芯片,使 MiPilot 获得更强的算力支持。

智造汽车,更需澎湃

除了汽车电子及自动驾驶领域以外,想打造一条现代化的,智能化汽车生产线还需要工业物联网的系统芯片支持。笔者相信澎湃在未来不但会在手机 SOC、ISP、汽车以及 AI 自动驾驶等方面开疆拓土,还将在物联网芯片 MCU 方面发力。

去年底小米推出了基于微内核 NuttX 的物联网操作系统 Xiaomi Vela,未来小米的手表、路由器、智能音箱、家电产品都将搭载 Vela 系统,可以说 Vela 就是小米为物联网时代量身打造的“米柚”, 如果 Vela 想要在未来打通物联网嵌入式设备的碎片化应用,肯定会有一个基于自研芯片的 Vela 版本。

一般来说用于 IoT 方面的 MCU 对于性能要求不高,因此也就不需要澎湃芯片上先进制程,之前澎湃 S1 积累的研发经验应该可以覆盖了,而且小米对于工业制造及工业物联网领域的痛点和需求非常了解,相信这也能帮助松果处理器再次推出一款超出业界预期的物联网芯片。

最后,无论是澎湃芯片本身,还是小米智能汽车的未来,值得我们共同期待。

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