確保車輛智商在線　采埃孚采睿星ProAI

許暉

在剛剛過去的2021 年上海車展之上，采埃孚全球首發了新一代的ProAI產品，并賦予其首個中文名稱“采睿星”。正如采埃孚董事會成員柯皓哲博士（Dr.Holger Klein）在發布現場所說：“采睿星（ProAI）是目前世界上最具靈活性、可拓展性且功能最為強大的車載超級計算機。”不少讀者可能曾在咱們雜志的技術文章里，或多或少見過這個為了自動駕駛而生的車載超級計算機產品，那本期可以具體了解到這套系統到底有多“Pro”，又具有多少“AI”。

ProAI所引爆的業界核彈

全球首發車載超級計算機 “采睿星”（ProAI）

ProAI的出現為業界投下了一顆核彈“

時間倒流，ZF ProAI產品的首次出現可以回溯到2017年的CES展臺之上，由采埃孚采用英偉達芯片聯合打造開發的ProAI原型機，甫一面世即震動了整個自動駕駛相關業界。并不是說當年的ProAI原型機性能有多么的彪悍，更多原因來自于，采埃孚認為自動駕駛技術將逐步走向標準化產品，具備標準接口的ProAI將能匹配不同的主機廠客戶。在達到規模化生產后，降本盈利也將得到保證。加之ProAI原型機的合作方，正是來自動駕駛芯片帝國皇冠上的明珠企業英偉達。從2015年具有2Tops算力的英偉達Drive PX開始，歷經8Tops算力的Drive PX2、具有30Tops算力的DriveXavier以及200Tops算力的DRIVE AGXOrin，僅5年時間英偉達讓自動駕駛平臺的單芯算力提升了100倍。當位居世界汽車零部件供應商第二位的采埃孚，聯手長期霸占自動駕駛芯片產業王座的英偉達，發出超前當代的產品規劃時候，就如在當年自動駕駛技術看似依然遙遠，各大車企仍淺嘗即止，供應商們也搖擺不定的年代之中，投下了一顆不小的業界ProAI的出現為業界投下了一顆核彈“核彈”。

ProAI的大家族

算上本次上海車展所發布的采睿星（ProAI），采埃孚ProAI車載超級電腦系列已發布了多種不同型號的產品。值得留意的是，這些產品盡管具有Gen1、Gen2、Gen3等代數后綴，但不應簡單將其視為迭代更替的產品，而更應將其歸類為一個品類之下的家族產品。簡單舉一個例子大家可能更為明白， ProAI產品可以視為決定了電腦處理性能的處理器，譬如英特爾的I3、I5以及I7處理器，主頻不一樣、價格不一樣、所對應的游戲或者工作軟件強度不一樣罷了。ProAI的不同代數對應著不同適用的場景如L2+、L2-L4甚至更高。產品生命周期之中會并列共存，并幾乎可以涵蓋了目前自動駕駛所需面對的所有應用場景與案例。主機廠可依據自身所需達成的效果，自由選擇的不同算力型號，可謂豐儉由人。

ZF ProAI Gen1是2018年量產的首款產品，這款具有1Tops算力的低成本型號，可以搭載于所有滿足NCAP 2022 年標準的車輛上。Gen1雖然長得和原型機幾無二異，但該型號在發布時配備的并非英偉達芯片，而采用了Xilinx FPGA，且可以因應要求搭載其他不同處理器芯片。業界普遍認為之所以搭載FPGA，是因為FPGA更適用于當時普遍所需求的“傳感器融合”功能，更好地收集和融合處理來自于各種傳感器的信息。在2018年CES展期間，應用了ProAI技術于百度自動駕駛技術的盼盼用車原型車在硅谷百度研發中心亮相，展示了一番實力。

第一代采埃孚ProAI已經可量產并實際裝車應用

ZF ProAI Gen2分為具有10-15Tops算力的Small Xavier S與內嵌英偉達芯片，具有20-25Tops算力的Standard Xavier兩種型號。所具備的計算能力分別對應實現部分和高度自動化的L2和L3級別自動駕駛需求。ProAI Gen2低配型號模樣與Gen1類似，高配型號除了尺寸上明顯增加，其較Gen1的純鋁殼被動散熱增加了液冷主動散熱模式，從側面反映其性能提升，同時增加的大量傳感器接口，也代表了將會支持允許主機廠根據最終的應用來自定義功能。

歷代ProAI產品

盼達用車成為首批ProAI系統的實際用戶

ProAI Gen 1從發布到量產僅半年時間

ProAI Gen2增加大量傳感器接口

同期揭示發布的還有ZF ProAI Gen3，這款產品首次革命性地提出了模塊化架構。不同應用場景需求之下，通過三塊可自由搭配組合各種芯片的集成式主板，為L4級別自動駕駛提供實時數據處理能力。通俗表達之下，就是Gen3成為電腦主板，而在上面可以放置不同的運算核心，譬如英偉達、賽靈思甚至其他兼容芯片，芯片之間協同工作而并非排他存在。這在當時特別令人側目，畢竟不少傳感器對于不同的芯片支持，還真的有所對應，組合下來的整套系統滿負荷算力可達到驚人的90Tops。

ProAI Robo Think模塊化并能疊加并聯提升算力

ProAI Gen3亮點在可更換組合不同核心

見識過采埃孚的瘋狂行為，卻沒想到還能見識到更為瘋狂的想法，在接下來的一年時間，采埃孚再次選擇，不但首先表達出對于L3級別極其模糊定位的不看好，宣布放棄L3級別自動駕駛研發，更同期發布了性能更為強大的系統，命名之中也已經沒有了Gen4后綴，而改稱為ZF ProAI RoboThink。面對性能不斷提升的傳感器數據帶寬以及L4級別以上的實時峰值處理需求，ProAI RoboThink自帶圖像處理器，擁有逾150 teraOPS的計算能力（相當于每秒150萬億次計算），且可模塊化疊加組合最多4個單元，實現約 600 teraOPS的總計算能力。這也難怪 ProAI 的強大性能與靈活性令英偉達（NVIDIA）在推出其嶄新的Level2+NVIDIA DRIVE AutoPilot時，將采埃孚作為其首選合作伙伴。

新一代采睿星（ProAI）

為什么需要采睿星（ProAI）

了解完ProAI 這個大家庭所有成員，不妨看看為什么需要采睿星（ProAI）？如開篇所說的，駕駛是一樣確定性極其不穩定的操作項目，考究的是駕駛員所具備的五官協調性外加大腦的判斷能力。如果將自動駕駛領域不可或缺的人工智能視為保證安全以及各種操作行為的判斷能力，那么采睿星可以視為支撐人工智能的物理大腦存在。畢竟對于自動駕駛來說，人工智能絕對不是空中樓閣，更不是虛無縹緲的柏拉圖式存在。

當宛如人類五官的各類傳感器，如毫米波雷達、攝像頭、激光雷達甚至內部觀察系統以及聲音麥克風等，在行駛期間紛紛匯集而來大量實時數據的時候。終歸需要如采睿星這般具有強大分析能力的人工大腦將其妥善處理并告訴車輛此刻應該做出的反應是什么。

話又說回來，當今的人工智能盡管已經取得長足進步，可對于這花花世界而言，人工智能依然只能算襁褓之中的嬰兒。對于公開道路上行駛所涉及一切實時變換的隨機情況，最好的方式不是通過填鴨式教育（預編程設定）去固化它的思維，而更應該不斷地陪它玩耍不同的游戲（訓練學習），不斷去開發訓練其大腦（采睿星），讓AI真正去學習、去解讀，成長起做出自我應對的判斷能力。現在的視覺系統，不正是通過深度卷積神經網絡在不斷玩掃雷游戲么？現代車輛上搭載的軟件功能日益增多。軟件把各傳感器獲取的信息與智能執行器相結合，實現駕駛員輔助系統等強大功能，從而提供更高的舒適性、安全性和電動車續航里程。而智能化軟件算法，或者稱之為人工智能是使之成為現實的關鍵。在未來的電子電氣架構中，運算能力和核心軟件功能將集中于幾個域或區域控制器。采睿星就是這其中的一個。

采睿星將會是AI訓練的最強大腦

模塊化層疊可讓ProAI性能爆表

采睿星可接入比上一代ProAI更多的傳感器與執行器

采睿星（ProAI）小尺寸下通配各種冷卻方式

采睿星（ProAI）的強大之處

采睿星（ProAI）的強大體現在方方面面，首先體現在標準化以及可擴展性上。其延續了RoboThink 的模塊化設計，可以根據特定應用場景及其所需計算能力，匹配不同制造商提供的片上系統（SoC）變體。從首代制定出并堅持至今標準連接器，與市場上所有常用插頭兼容，方便所有客戶在匹配時候的通用性。除了采埃孚的自有解決方案，采睿星還提供極大的軟件靈活性，可運行來自主機廠或第三方開發商提供的程序和操作系統。

另一個強大體現在性能。當你處理完一個Word文檔之后，想來一盤全幀率滿效果的3A 游戲大作，發現機子跑不起來會十分尷尬，所以估計不會有人嫌棄自己的電腦性能過于強大。采睿星（ProAI）似乎看透了這一點，本代產品可根據L2到L5不同級別應用場景及對應運算需求，實現從20 TOPS到1000 TOPS的運算能力。每個單元的運算能力高達250 TOPS。這比上一代產品ZF ProAIRoboThink高出66%。性能的提升不代表能耗就必然提升。平均3Tops/瓦的能耗比上代降低了70%。即便如此，對于滿負荷功耗隨之而來的散熱問題也早被考慮在內。主動風冷、被動風冷和水冷，三種可選冷卻方式工作居然能被設計成安裝尺寸完全相同。這讓殼體僅為240×138×49mm 的采睿星，相比以往型號明顯更為緊湊輕便，因此在安裝選擇方面更加靈活自由。實話說，第一眼看到的時候，還真有一點高端顯卡的既視感。

特別值得一提的是，作為一款車載產品，內部搭載的高科技設備必須保證在嚴苛環境下的穩定性和可靠性。可靠性層面也涉及到來自于網絡攻擊的可能，所以采睿星還提供ASIL-D級別計算性能，針對網絡威脅具備最新防護措施，等同于買電腦附贈了防火墻功能。

結語：

十五年前，如果有人問時任IT記者的我最想擁什么，估計大家得到的答案可能會是一臺屬于個人的超級計算機;十五年后，倘若再有人問已身為汽車記者的我，最想擁有的東西會是什么？可能答案會是采睿星，也就是那臺采埃孚集團剛在上海車展所發布的下一代車載超級電腦ProAI，因為我一直幻想著日后的智能車輛是我自己親手組裝的，而我要確保這臺車的“智商時刻在線”！