英偉達(dá)的新探索：把汽車做成馬路上的超級(jí)電腦

在功能機(jī)的時(shí)代，上網(wǎng)只是手機(jī)的附帶功能，而在智能機(jī)時(shí)代，手機(jī)變成了能打電話的電腦。同樣的變革會(huì)發(fā)生在汽車行業(yè)嗎？

高性能系統(tǒng)級(jí)處理器正從桌面躍向柏油馬路。

總部位于加州圣克拉拉的英偉達(dá)以打造圖形處理器（GPU）而著稱。它的芯片提高了游戲型PC、筆記本、工作站和超級(jí)計(jì)算機(jī)的效率。而可能讓你感到意外的是，它也在推進(jìn)汽車成為傳感器驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)機(jī)器。

目前已有400萬輛汽車內(nèi)置英偉達(dá)強(qiáng)大的Tegra芯片。該公司還與寶馬、勞斯萊斯、大眾/奧迪、阿斯頓馬丁等知名汽車品牌達(dá)成了合作，因而還將有另外2500萬輛汽車采用該芯片。英偉達(dá)與日本和美國(guó)的汽車廠商的合作也指日可期。

英偉達(dá)的汽車開發(fā)工具包是一汽車音響大小的盒子，提供現(xiàn)代汽車所需要的所有I/O連接器，其中包括USB、以太網(wǎng)和HDMI。英偉達(dá)系統(tǒng)級(jí)處理器——實(shí)質(zhì)上是功能完備的獨(dú)立計(jì)算機(jī)——驅(qū)動(dòng)儀表板、導(dǎo)航系統(tǒng)和信息娛樂系統(tǒng)。也正是它為特斯拉的電動(dòng)汽車Model S的雙觸摸屏控制臺(tái)提供計(jì)算能力。

英偉達(dá)為游戲和技術(shù)設(shè)計(jì)提供部分最復(fù)雜的3D渲染技術(shù)——因此它在全新的汽車計(jì)算領(lǐng)域占據(jù)絕對(duì)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。據(jù)Gartner汽車信息與通信技術(shù)分析師蒂洛•科斯洛夫斯基（Thilo Koslowski）稱，其它的公司——高通甚至是蘋果——將進(jìn)行類似的從消費(fèi)電子芯片到汽車芯片的轉(zhuǎn)型。

“不過英偉達(dá)在挑戰(zhàn)極限。”科斯洛夫斯基說道，“這好比是法拉利與大眾之間的較量。”

當(dāng)傳感器遇上道路

那些生動(dòng)的數(shù)字儀表板縱然很酷，但相比英偉達(dá)構(gòu)想的汽車級(jí)Tegra處理系統(tǒng)，它們還只是小兒科。高性能處理器可讓汽車公司在屏幕上設(shè)計(jì)虛擬汽車模型，然后在虛擬風(fēng)洞中運(yùn)行精確的氣體動(dòng)力模擬或者進(jìn)行準(zhǔn)確的牽制力控制系統(tǒng)模擬路測(cè)。如今，該技術(shù)正被用于解讀和整合傳感器不斷擴(kuò)展的數(shù)據(jù)流。

當(dāng)前的汽車的重要部件包括攝像頭、雷達(dá)、聲波定位儀、激光傳感器等等。

“CPU（中央處理器）、GPU、圖像處理器、音頻處理器和視頻處理器悉數(shù)并入這個(gè)細(xì)小的東西里。”英偉達(dá)汽車高級(jí)總監(jiān)丹尼•夏皮羅（Danny Shapiro）談到一嵌入略大于紙牌的線路板的拇指指甲大小組件。該線路板帶有設(shè)備像獨(dú)立計(jì)算機(jī)那樣運(yùn)行所需的內(nèi)存和零部件。

如何編寫汽車

“它將運(yùn)行于Linux、Windows或者Android系統(tǒng)。”夏皮羅解釋道，“現(xiàn)在，軟件是基于這種難以置信的處理能力，因而能夠提供汽車廠商想要的任何功能。”

英偉達(dá)還提供范圍廣泛的執(zhí)行算法的軟件庫(kù)，因而能夠幫助汽車編程員和設(shè)計(jì)師加速開發(fā)。英偉達(dá)提供軟件和硬件，不提供應(yīng)用——類似于該公司與Entertainment Arts、Ubisoft、Valve等游戲公司的關(guān)系。

英偉達(dá)的編寫系統(tǒng)UI Composer可加速含計(jì)量表、轉(zhuǎn)盤等內(nèi)置3D物體的儀表板的設(shè)計(jì)。它們像是運(yùn)行時(shí)引擎。

與為娛樂設(shè)計(jì)的游戲圖形芯片不同的是，車載系統(tǒng)的渲染和數(shù)據(jù)解讀都必須百分百精確，因?yàn)檫@是生死攸關(guān)的事情。

該技術(shù)對(duì)于車主來說還意味著更高程度的定制化。你如果不喜歡2014款A(yù)udi 3的儀表板設(shè)計(jì)？沒問題。你可以去下載來自1970款A(yù)udi 100的儀表顯示裝置。該系統(tǒng)直接從汽車的CANBUS計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)獲取引擎速度和性能信息。

此外，汽車的超級(jí)處理器意味著汽車公司——通常被認(rèn)為技術(shù)落后，要三四年才能開發(fā)出新引擎或者傳動(dòng)裝置——將能夠開始趕上消費(fèi)電子領(lǐng)域的創(chuàng)新步伐。

“給汽車彈出舊模塊，換上新的。每輛汽車每年無需重新設(shè)計(jì)都可以獲得更加強(qiáng)大的系統(tǒng)。”夏皮羅說道，“就像手機(jī)那樣。”

智能汽車

我們可以探討下這對(duì)于車載更加豐富的導(dǎo)航系統(tǒng)和流媒體功能意味著什么——酷玩意，但汽車的核心功能更加值得思考，如基于計(jì)算機(jī)的加速、剎車和轉(zhuǎn)向。

“圣杯級(jí)”的技術(shù)是物體檢測(cè)和自然語言處理。在2013年的拉斯維加斯國(guó)際消費(fèi)電子展（CES）上，奧迪發(fā)布了交通阻塞援助系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用攝像頭和雷達(dá)檢測(cè)交通擁擠情況，獲得車主的批準(zhǔn)后殼啟動(dòng)先進(jìn)的恒速操縱功能，與前面的車保持一段安全距離，同時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)向保持在車道線內(nèi)行駛。這預(yù)示著英偉達(dá)車載平臺(tái)的未來發(fā)展方向。

在那屆CES上，英偉達(dá)在奧迪A7的導(dǎo)航系統(tǒng)中展示了對(duì)谷歌(微博)街景（Street View）功能的整合。該公司預(yù)計(jì)會(huì)在2014年1月回到CES公布最新的進(jìn)展，使得汽車自動(dòng)化進(jìn)一步接近現(xiàn)實(shí)。

想象一下這種情景所需的處理能力即將到來：汽車的處理單元按照你的意愿運(yùn)行儀表板、渲染速度和引擎功能，超逼真的整合谷歌街景的導(dǎo)航系統(tǒng)執(zhí)行語音指令引導(dǎo)你到目的地，而孩子們則在開心地看Netflix的在線電影。瞄向路邊的攝像頭能夠檢測(cè)限速標(biāo)志，并在儀表板上進(jìn)行顯示。雷達(dá)和激光雷達(dá)一秒鐘運(yùn)算30到60次，以追蹤所有的交通狀況，區(qū)分其它汽車跟沖在馬路中間的孩子——讓汽車準(zhǔn)備好在必要時(shí)剎車。

與此同時(shí)，車內(nèi)的攝像頭負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)駕駛者的狀態(tài)。

“那些與用于行人探測(cè)的類似處理能力將能夠進(jìn)行眨眼偵測(cè)，運(yùn)行算法確定駕駛者是否分心或者打瞌睡。”夏皮羅指出，“誰剛上車了？讓我們給那個(gè)人調(diào)整座椅、廣播和后視鏡。”我們?cè)谡f的是智能汽車。

這種情景有望不久后就成為現(xiàn)實(shí)，但前提是要有非?？焖俑咝У奶幚砥?。

“我們?cè)跒槠囬_發(fā)一個(gè)可處理所有這些任務(wù)的移動(dòng)超級(jí)計(jì)算機(jī)。”夏皮羅說。