特斯拉的HW 3.0自动驾驶大脑：性能怪兽

注：下文作者ChananTOPS。

特斯拉在其演示中表示，NVIDIA的Xavier芯片可以达21 TOPS。英伟达试图纠正特斯拉，因此在其文章中说，它实际上是30 TOPS，而不是21 TOPS。问题是，NVIDIA的Xavier芯片是为“多种用途”而设计的，它尽可能地符合多个潜在客户的要求。因此，该芯片没有神经网络处理器，但可以使用软件和一些侧重深度学习的硬件成功地模拟出神经网络处理器。特斯拉说最多21 TOPS，这是通过芯片上的GPU模拟神经网络得出的结果。特斯拉的参考标准非常简单。“在这个硬件上，我们的软件可以达到多少TOPS？”这是一个完全不同的问题，相比“在运行充分利用芯片的软件情况下，这个硬件能够支持的最大算力是多少TOPS”来说。理论上，如果芯片被要求在另一个场景中执行其他任务，它可能会达到30 TOPS以上，但在这种情况下，这是一个非常无用的指标。尽管如此，英伟达为其他客户或潜在客户澄清是非常明智的。

需要注意的是，在对一个复杂的软件进行基准测试时，所考虑的都是特定软件能够实现的性能。这就是为什么最好的硬件并不总是理论上性能最高的硬件。

在过去，我们通常只有一个通用处理器和一个数字协处理器。然后是图形协同处理器，然后是现在的神经网络协处理器。尽管，具有讽刺意味的是，在这种情况下，CPU更像是神经网络处理器的协处理器。基本上，特斯拉所做的就是创造了一个专门的处理器，它能更好地完成特定的任务，但在一般的计算任务却很糟糕。所以，是的，这个芯片唯一擅长的“游戏”就是在我们生活的“矩阵”中穿梭——它真的很擅长这个。

为了进一步捍卫它的“骄傲”，NVIDIA说，当你在该公司的DRIVE AGX Pegasus产品中将XAVIER和一个强大的GPU结合时，你可以达到160 TOPS的算力。如果特斯拉根据自己的应用——由于需要虚拟化神经网络处理器——它只能利用其中的70%，那就意味着最多112 TOPS，而且产生大量能耗。英伟达还说，DRIVE AGX Pegasus可以通过两个堆叠达到320 TOPS，但这个针对特斯拉所需的应用场景这一特定应用来说，这是不现实的。

当我们谈论网速时，我们不仅关心速度，还关心延迟/响应时间。在这种情况下，特斯拉已经在抱怨数据从芯片旁边的DRAM到达芯片的延迟。使用脆弱的NVlink。特斯拉想让自己的芯片尽可能的便宜和强大。这就是为什么在HW 3.0中，芯片输入的处理能力和ISP的处理能力之间存在很大的脱节，因此需要一个更强大的或第二块ISP，这取决于哪种解决方案需要更低的功耗、更小的空间或更低的成本。

-一个更小的GPU。HW 3.0的SoC中还存在GPU的原因之一是，并不是所有的处理任务都转移到神经网络处理器中去了。对于特斯拉来说，让它的程序员有足够的时间将剩余的GPU处理任务重新分配给NPU或CPU可能是一条捷径。完全消除GPU可能是不可能的；然而，一个更小的GPU和更小的SoC占用导致更少的NoC，这样可以为更关键的组件——如更多的SRAM——匀出预算和空间。

结论

特斯拉的HW 3.0计算平台绝对是个庞然大物。它可以处理7倍多的图像帧，有7倍大的神经网络，正如在演示中所说的，“有很多方法可以使用它”。作为一名计算机爱好者，观看特斯拉的自动驾驶日演说要比去迪士尼乐园有趣得多。要实现全自动驾驶功能，第一步是分清轻重缓急，特斯拉当然是这样做的。

有几点可能大家没有注意到，这导致人们低估或不理解为什么特斯拉实际上在开发全自动汽车的竞赛中处于领先——遥遥领先——的地位。有一个很好的类似问题。所有其他开始生产电动汽车的制造商都有一些先进的技术，但仍然无法打败特斯拉2012年上市的Model S，这只是在电动汽车方面的事情，甚至不涉及计算平台/软件/UI方面的事情。在电动汽车的竞争中技术没有跟上的原因很简单：垂直整合。

让我简单解释一下：假设你是一个制造商，你需要建一个网站。你可以使用一个平台，在那里拖放一些小部件、页面和解决方案并键入一些文本，或者你可以让一个专门的程序员团队创建一个专业的网站。传统汽车制造商正试图通过电动汽车和自动驾驶来实现前者。他们从不同的公司订购“乐高”玩具，希望它们能搭配在一起。在那些不合适的地方，他们只是用刀来雕刻一个“乐高”，使它适合另一个。另一方面，特斯拉更像埃隆·马斯克的推文：

有了最新的HW 3.0，一切都变得像手套一样合身，几乎和你在上面的推特上看到的一样合身。埃隆·马斯克曾表示，完全自动驾驶只有在电动汽车上才有意义，他是对的。为了更恰当地突出这一点，我们会说“不值得为内燃机车这样做”。实时扭矩的缺乏，使得自动驾驶在避免撞车、路面湿滑和结冰的情况下，效率更低，安全性更差，我们将在接下来的一篇文章中深入探讨这一点。

然而，最重要的原因是，为即将消亡、即将灭绝的产品，比如燃油车，投资去做自动驾驶解决方案是愚蠢的、天真的。

在为电动汽车开发自动驾驶解决方案时，电能效率可能是仅次于安全性的第二重要指标，而其他汽车制造商或芯片制造商目前对它的考虑还远远不够（或者至少不够有效）。这也是特斯拉遥遥领先的另一个原因。