舱驾一体，中央超算，至尊版骁龙汽车平台想把汽车的未来「集中」起来

爱范儿越跑越快无处不在在《黑神话：悟空》这款游戏中，玩家想要打出高额伤害，就需要积攒「棍势」，然后打出重击，但「棍势」不是凭空获得，需要玩家在游戏里命中攻击，蓄力和闪身才能获得。老话就是「不积跬步，无以至千里」，俗话说就是「开大得先积攒能量」。今年的高通骁龙峰会 2024 就有一种高通攒出了四段「棍势」然后打出的感觉，首日的骁龙 8 至尊版移动平台发布足够炸场，性能飙升；汽车平台则首次成为骁龙峰会的重磅主题之一，第一天刚说完「Snapdragon Everywhere」，次日就推出了全新骁龙座舱至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台，让骁龙越跑越快，跑向无处不在。一言蔽之，高通对汽车市场的重视程度前所未有，同时当下汽车市场的变局，刚好让高通再遇良机，就像当年高通随着功能手机转向智能手机的历史转变而成为科技巨头那样。一芯双平台，高通的野心不止座舱自骁龙汽车 602A 平台和骁龙汽车 820A 平台（也就是第一代和第二代的骁龙座舱平台）开始，高通开始进入并站稳汽车车机领域，当时智能座舱概念还不清晰，大多采用 Android 系统的车机还可以被认作是一个对安全性和稳定性要求更高的车载平板。稍微关注这一年来汽车发布会的人就会明显感知到，骁龙 8295 出现在发布会上的频率越来越高，而这是骁龙第四代的座舱产品，它就像骁龙 8 系移动芯片出现在手机发布会的一样。汽车不仅仅是一种交通工具，也是一种智能联网设备，不管是座舱的影音娱乐设备，还是诸多舒适性配置，都有赖于强大的座舱芯片来驱动座舱内的数个屏幕，数十个扬声器。在安全稳定可靠之外，座舱系统的流畅与否亦是汽车产品力的重要指标，而座舱芯片是否强大，直接关系到座舱系统的流畅度。如此背景下，在座舱芯片上已然处于领先位置的高通，推出了骁龙座舱至尊版平台来支持先进的数字化体验。骁龙 8 至尊版移动芯片依靠高通自研的 Oryon CPU 架构实现了相比于上代产品巨大的性能飞跃，超大核的主频更是达到了移动芯片未曾触及的 4.32GHz 。同样的，骁龙座舱至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台也采用了一样的高通 Oryon CPU 架构，相较于上一代产品，实现了 3 倍的 CPU 性能提升，同样的，GPU 性能也实现了 3 倍的性能提升，而 Hexagon NPU 实现的 AI 性能提升则高达 12 倍。之所以把骁龙座舱至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台放在一起说，是因为这两个平台可以分开，汽车厂商可以用骁龙座舱至尊版平台打造顶级的座舱体验，也可以用 Snapdragon Ride 至尊版平台实现高阶智能驾驶功能，也可以在同一块 SoC 上同时运行数字座舱和智能驾驶功能。所以作为骁龙数字底盘解决方案的两个组成部分（另外两个部分是骁龙汽车智联平台和骁龙车对云服务），骁龙座舱至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台具有相当大的灵活性。当然，强大依然是这两个平台的第一标签，以骁龙至尊版座舱平台为例，Oryon CPU 架构能够支持多个虚拟环境和多样化的跨域应用，因为座舱系统往往会同时运行多个应用，比如导航、娱乐和通信，并且都处于台前常驻，而 Oryon CPU 架构能够保证多个应用程序同时流畅且无延迟的运行。骁龙座舱至尊版平台中集成的 Hexagon NPU 是各模块中性能提升最多的，AI 算力是前代骁龙 8295 的 12 倍，这意味着它能够在本地处理数十亿参数的大语言模型，而不必等云端大模型的反馈。在小红书等社交平台上经常有新手司机问汽车屏幕上的故障灯或者故障警报是什么意思，实际上这种事儿问大语言模型就行了，一些大语言模型会根据车辆维修手册进行训练，AI 助手会检索和解读这些故障灯和故障警报的意思，给出处理和维修建议。相信不少人也注意到了，以往汽车里面也就两个屏幕，仪表屏和中控屏，但是现在汽车里面的屏幕数量正在飞速增加，除了基础的仪表屏和中控屏，还有副驾屏，后排娱乐屏；如果是 6 座车，很可能后排娱乐屏就得配四个，说不定还有投影大屏和扶手处的小控制屏，数量多之外，分辨率都从 1080P 奔着 4K、8K 的趋势去了。不光是分辨率高了，现在汽车座舱系统的动效也越来越炫酷，能上 3D 动效就不用 2D，能高帧率动画就不搞 PPT 动画，不光一个屏幕动，所有屏幕都在动，甚至在今年骁龙峰会上，做游戏和游戏引擎的 EPIC 也来登台了，以后的座舱系统，还会用到虚幻引擎来做渲染，好看是好看了，芯片压力大啊。比屏幕更多的是扬声器，现在国产新能源卷配置，20 多万的车，也配 20 多个扬声器，加上座舱内语音交互频率高，但是乘客很可能有几个，而且座舱内放音乐，座舱外还有路噪风噪，也对声音的处理提出了挑战。综上要求，一般车机芯片看了都要罢工，不过既然骁龙座舱至尊版平台号称强大，不光是要搞定上面的挑战，也要给未来留出冗余。骁龙座舱至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台配备面向汽车应用设计的 Adreno GPU，拥有独立于 NPU 的专用图形处理器，前面说的 3D 动效和界面，还有高帧率高分辨率实时光追游戏等等都没问题。而新平台中负责将内容传输到车辆屏幕的显示处理单元（DPU）能够支持 16 个 4K 像素的屏幕，也能混合处理不同层级和类型的数据，包括视频、图形渲染以及摄像头内容，让各种信息有序连贯呈现。全新座舱平台支持分区音频体验，通过定位乘客的车内位置，并根据座位了解乘客需求，让车内的每个人都拥有自己专属的工作或娱乐区域。另外，新平台专用的 AI 音频处理器能够让座舱系统在各种语言、方言和背景噪音中进行高级唤醒词检测。如果说骁龙座舱至尊版平台的进化，是进一步巩固自己在座舱平台领域的领先地位，那么 Snapdragon Ride 至尊版平台则是高通的野心所在：智能座舱在手，再图智能驾驶。和骁龙座舱至尊版平台支持如此多的屏幕类似，Snapdragon Ride 至尊版平台也支持超过 40 个传感器，包括车外多个 1600 万像素的摄像头，以及面向乘客的 360 度全景红外摄像头，并利用神经网络实现这些传感器数据的低级别融合（指原始数据的融合，优点是数据噪声小，缺点是数据量大），然后对物体和轨迹进行稳定性检测、分类和预测。智能驾驶的难点之一在于车辆行驶的情况极其复杂，黑夜环境、逆光环境和雨雪雾天气会影响毫米波雷达和摄像头的感知，所以 Snapdragon Ride 至尊版平台特别支持多模态传感器数据流，提升不同外部条件之下的图像效果，另外，手机相机有 HDR 功能，Snapdragon Ride 至尊版平台也有高动态范围的曝光设置来应对复杂光照环境，清晰识别物体、标识和车道标记。激光雷达抗干扰能力强，但是获得的点云数据分辨率不够高，当然，激光雷达也朝着高分辨传感器的方向快速发展，Snapdragon Ride 至尊版平台采用了异构架构，也配有专用的处理器，能够处理激光雷达的点云数据或更低级别的数据，并实现与同一SoC上其他传感器的低级别融合，而不会将数据集中在单个内核中进行高负载处理。之前有不少博主分享过「哨兵模式」的优点和烦恼，比如能够持续记录车辆环境信息，对一些恶意划车、意外剐蹭的情况留下证据追责，但是这个模式耗电量着实不小，开一天就是五六度电，在公共停车场长开的话，相当于每月要花近 100 元电费来订阅这个服务，并且还会影响车辆续航。Snapdragon Ride 至尊版平台有希望让这个功能变得又省心又省电，因为它的设计可以将智能电源管理硬件和软件相结合，平衡功耗，实现始终在线的低功耗安全监测。另外，自特斯拉 FSD V12 版本把端到端推到行业台前，目前业界主流智驾方案都已经或者即将迁移到这个高效但神秘的技术路线当中。对于 Snapdragon Ride 至尊版平台来说，支持端到端架构是必然的，更重要的是，给端到端以及其他智驾路线留出安全冗余：内置的安全岛控制器和硬件架构可以实现隔离和无干扰运行；主控制域的 TrustZone 则被用于专门管理一些关键变量，比如转向指令或者刹车请求。过往已经有不少智驾厂商基于 Snapdragon Ride SoC或者Flex SoC 等芯片做出了智驾方案，而在这次骁龙峰会上，历史最悠久的汽车厂商之一的梅赛德斯奔驰，和史上最快突破 100 万辆销量的新能源品牌理想，都宣布了将会在其未来的量产车型中采用至尊版骁龙汽车平台，这也算是这款新平台的初战告捷。一芯不止二用，至尊版骁龙汽车平台为何能分能合？如开头所言，骁龙攒出「棍势」并打出爆炸效果之前，已经做了非常充分的准备了，而行业变革的节奏，与之也暗暗契合。自骁龙 602A 平台诞生，骁龙的座舱平台已历十年四代；Snapdragon Ride 平台诞生也有四年，Snapdragon Ride Flex 则是汽车行业首款同时支持数字座舱和 ADAS 的可扩展系列 SoC，提供从入门级到超级计算级别的可扩展性能。这段时间恰好是汽车行业变革最为猛烈的十年。汽车的电动化、智能化和网联化固然是趋势，但变化并非只有好处，比如在这个过程中，汽车的电子控制单元（ECU）越来越多，从传统的引擎控制系统、安全气囊、防抱死系统、电动助力转向、车身电子稳定系统；再到智能仪表、娱乐影音系统、辅助驾驶系统；还有电动汽车上的电驱控制、电池管理系统、车载充电系统，以及蓬勃发展的车载网关、T-BOX 和自动驾驶系统等等。传统汽车的电子电气架构大多是分布式的，多一个功能或者模块，就可能多一个电子控制单元（ECU），最终电子控制单元（ECU）数量可能达到上百个之多，然后通过 CAN（Controller Area Network，一种高速稳定串行通信协议）和 LIN（Local Interconnect Network，一种低速低成本的串行通信协议）总线连接在一起。随着 ECU 越来越多，整个汽车的电子电气架构越来越复杂，也越来越不稳定，弊端逐渐显现：算力分散无法高效利用，每个控制器芯片算力都有冗余，但各自为政，效率低下线束成本及重量劣势，ECU 多意味着线束多，甚至可达 2km 长，20-30 公斤重的程度无法支持高带宽车内通信：总线负载大，容易信号丢帧，总线堵塞系统集成及 OTA 维护困难：各个 ECU 开发主要由各 Tier1 提供给主机厂，主机厂由内部团队进行集成整合，后期在线升级难度大然后为了解决分布式电子电气架构的诸多问题，不少车企开始改进架构，进入了基于功能域控制器的架构。所谓基于功能域控制器的架构，就是化零为整，把功能相似但分散的 ECU 功能，整合到比单个 ECU 更强的硬件平台上，称为「域控制器」（Domain Control Unit，DCU）。平台化、高集成度、高性能和良好的兼容性，以及丰富的硬件接口资源以及强大的软件功能特性，让域控制器能够独挡多面，简化了电子电气架构，也降低了开发和制造成本。一般而言，域控制器主要有五种：动力域（Power Train）、底盘域（Chassis）、车身域（Body/Comfort）、座舱域（Cockpit/Infotainment）、自动驾驶域（ADAS）。也有汽车企业会进一步集中域控制器，整合成「车控域控制器（VDC，Vehicle Domain Controller）、智能驾驶域控制器（ADC，ADASAD Domain Controller）、智能座舱域控制器（CDC，Cockpit Domain Controller）」的三域架构。我们可以把汽车的电子电气架构的进化归结为「各自为政」，到「诸侯分封」再到「中央超算+区域控制」的趋势。这也是为什么全新骁龙座舱至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台可分亦可合的原因之一，不同汽车厂商造车的电子电气架构不同，技术路线选择不同，对汽车的域控制器定义不同，所以需要灵活的技术方案，来应对复杂的客户需求。当骁龙座舱至尊版平台和 Snapdragon Ride 至尊版平台分开的时候，各自负责智能座舱域控制器（CDC，Cockpit Domain Controller）和智能驾驶域控制器（ADC，ADASAD Domain Controller），是目前行业的主流方案。也正如前面所说，平台化和高集成度是趋势，三域划分即便足够简单，但也可朝着舱驾一体的方向大胆迈进，这就是高通在骁龙汽车平台里埋下一芯双平台的意义所在，汽车中央超算的概念，和手机芯片集中成 SoC，把 CPU 、 GPU 、 NPU 和基带等等集中到一起有异曲同工之妙，但又更为复杂。中央超算内含两个平台，不仅仅是要一芯二用，还很可能需要运行好几个操作系统，这就需要平台采用异构架构，应对不同的系统或者应用，而保证性能最大化。至尊版骁龙汽车平台还采用了高通技术公司的全面软件栈，通过 Type-1 安全管理程序支持硬件虚拟化，该管理程序支持多个拥有独特操作系统的客户虚拟机，可以不受干扰并且同时独立运行。在万物皆可 OTA 的时代，至尊版的骁龙汽车双平台自然也要为行业向软件定义汽车的转型而打造，保证统一软件框架实现可升级性，也要方便汽车制造商通过基于云的工作台加速功能开发，简化软件开发流程以实现持续改进，并加快新特性和新服务的上市时间。简言之，骁龙带来的至尊版汽车双平台能让座舱和智驾系统升级快，改错快，加功能也快。当至尊版汽车平台出现在骁龙峰会上的时候，其实“水到渠成”的感觉会大于“初来乍到”，骁龙不止于手机平板和电脑，也不止于 VR 和 AR，汽车这个曾经古老而迟缓的行业正面临着百年变局，骁龙是这场变局的推动者和参与者，也想变成这场变局的风向标之一。