1 车规级芯片有哪些
车规级芯片主要有CPU、GPU、FPGA、ASIC,从通用向专用排序依次:CPU、GPU、FPGA、ASIC;从数据处理成本经济性来看(由优至差):ASIC、FPGA、GPU、CPU。
其中,CPU最通用,但是算力差,能效比最差,主要功能有运算、控制指令等,不可被替代;GPU是比较通用的芯片,算力高,架构较为开放,可允许主机厂基于底层硬件架构开发自己的专门算法,但能效比较差;FPGA的算力一般,能够按照客户需求用配置文件更改芯片结构的连线,实现定制电路,适用于实验室科研、前期开发等小批量应用;ASIC是专用芯片,算力高、能效比优,节约不必要开发资源,规模量产成本最低,但支持算法不够灵活。
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(1)FPGA,Field Programmable Gate
Array,可编程逻辑门阵列,算力较高,小规模定制化开发测试场景较为适用。用户能够通过烧入配置文件来定义其内部结构的连线,从而实现定制电路。它的芯片量产成本较高,能效比较差,比不上ASIC专用芯片;比较适合在科研、企业开发阶段,一旦方案确定,其成本优势就不再突出。可编程逻辑,计算效率高,更接近底层IO,通过冗余晶体管和连线实现逻辑可编程。代表厂商有赛灵思、阿尔特拉(被英特尔收购)、深鉴科技。
(2)ASIC,Application-Specific Integrated
Circuit,是一种为专门目的而设计的集成电路,算力最高,能效比优等。主要面向特定用户的需求,适合比较单一的大规模应用场景,在同等条件下运行速度比FPGA快。但在架构层面对特定智能算法作硬化支持,指令集简单或指令完全固化,若场景发生变化,那么该类AI芯片便不再适用,具有更新换代的要求。当前,AI算法不断变化,每年都有大量的算法被开发出来,适用性不强。所以现阶段并没有真正意义上的ASIC芯片。晶体管根据算法定制,功耗低、计算效能高、计算效率高。为特定需求专门定制的芯片,编程框架固定,更换算法需重新设计
(3)CPU:中央处理器。70%晶体管用来构建Cache,还有部分控制单元,计算单元少,适合运算复杂,逻辑复杂,但量少的场景,具有不可替代性;算力最低,能效比差;但在各个领域具有通用性。
(4)GPU:晶体管大部分构建计算单元,运算复杂度低,适合大规模并行计算。支持各种编程框架,较FPGA和ASIC更通用;算力高,能效比中;广泛应用于各种图形处理、数值模拟、机器学习算法领域
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2车规级芯片标准
车规级芯片标准比消费级高很多,认证流程长。
(1)工作环境更为恶劣:与消费芯片和一般工业芯片相比,汽车芯片的工作环境温度范围在零下40至零上155摄氏度,易受宽度光、高振动、多粉尘、多电磁干扰。
(2)可靠性安全性要求高:大多数汽车设计使用时长为15年或20万公里左右,比消费电子产品寿命要求更长。同等可靠性要求下,系统组成的部件和环节越多,对组成的部件的可靠性要求就越高。
(3)车规级芯片认证流程长:一款芯片大概需要2年左右时间完成车规级认证,进入车企供应链后一般拥有5-10年的供货周期。
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来源:《【精选】2021年汽车AI芯片市场格局与智能座舱前景分析报告(38页).pdf》
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