汽車智能化深度報(bào)告：全球車載計(jì)算平臺賽道核心玩家全面梳理1特斯拉（TESLA）:從硬到軟的全棧自研，打造“算力+算法+數(shù)據(jù)”的競爭壁壘從Mobileye到英偉達(dá)，最終走向FSD自研芯片特斯拉于2014年推出自動駕駛輔助系統(tǒng)Autopilot1.0，特斯拉掌握核心數(shù)據(jù)、AI算法以及主控芯片，從硬到軟的全棧自研，這也成為了特斯拉最核心的競爭壁。特斯拉成立于2003年，并于2010年在納斯達(dá)克上市。2008年至2020年特斯拉共發(fā)布ModelS、ModelX、Model3、ModelY四款量產(chǎn)車型。特斯拉于2013年開始自動駕駛輔助系統(tǒng)的研發(fā)，并于2014年特斯拉推出自動駕駛輔助系統(tǒng)Autopilot1.0，此后經(jīng)歷四次升級，并在2019年在HW3.0平臺上推出了自研的FSD（FullSelf-DrivingComputer）主控芯片。特斯拉從Mobileye到英偉達(dá)，最終走向FSD自研芯片。特斯拉從2014年推出HW1.0開始，特斯拉Autopilot系統(tǒng)共經(jīng)歷了4次大的硬件版本更新。在2014年-2016年的HW1.0時代，特斯拉完全基于1顆MobileyeEyeQ3和1顆NVIDIATegra3，算法也完全由第三方供應(yīng)商Mobileye提供，2016年特斯拉逐漸不滿于Mobileye進(jìn)程緩慢以及相關(guān)安全事故，并在2016年的HW2.0版本上，特斯拉切換到了由1顆NVIDIAParkerSoC和1顆NVIDIAPascalGPU組成的NVIDIADRIVEPX2計(jì)算平臺，而在2017年的HW2.5版本升級過程中，將NVIDIADrivePX2升級為NVIDIADrivePX2+，新增了一個NVIDIAParkerSoC，獲得了80%左右的運(yùn)算性能提升。特斯拉即將發(fā)布HW4.0平臺，基于三星7nm工藝的FSD自研芯片，其性能將是HW3.0的三倍。由于英偉達(dá)的高能耗，2017年起，馬斯克決定開始自研主控芯片，尤其是主控芯片中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和AI處理單元全部由特斯拉自主完成。在2019年4月份，特斯拉在AutopilotHW3.0平臺上成功推出自研的FSD主控芯片，實(shí)現(xiàn)了自動駕駛芯片+神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的垂直整合。特斯拉計(jì)劃將在不久的未來HW4.0版本，基于三星7nm工藝的全新FSD自研芯片，其性能將是HW3.0的三倍。特斯拉

FSD芯片是以NPU（ASIC）為計(jì)算核心，采用“CPU+GPU+ASIC”

的技術(shù)路線，F(xiàn)SD主要有三個模塊CPU、GPU和NPU。特斯拉于2019年推出自研的FSD芯片，并在其ModelS、ModelX、Model3上批量交付FSD芯片。該芯片采用三星14nmFinFET工藝制造，面積為260平方毫米，封裝了大約60億個晶體管。（1）CPU：Cortex-A72架構(gòu)，共三組、每組4個核，一共有12核、最高運(yùn)行頻率2.2GHz，CPU主要處理通用的計(jì)算和任務(wù)；（2）GPU：最高工作頻率為1GHz的GPU，最高計(jì)算能力為600GFLPS；（3）NPU：2個NeuralProcessingUnit（NPU），每個NPU可以執(zhí)行8位整數(shù)計(jì)算，運(yùn)行頻率為2GHz，單個NPU算力36.86TOPS，2個NPU的總算力為73.73TOPS。從面積來看，NPU面積占比最大，NPU主要用于運(yùn)行深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，GPU主要用于運(yùn)行深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的postprocessing，處理深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的部分合計(jì)占據(jù)了芯片70%的面積。特斯拉

HW3.0采用完整的雙系統(tǒng)冗余。特斯拉HW3.0的主板上共搭載了兩塊的自研芯片，雙芯片的目的是作為安全冗余，互相對照，每塊芯片可以獨(dú)立運(yùn)算。每塊芯片周圍有四塊鎂光DRAM內(nèi)存，每塊芯片分別配有一塊東芝閃存芯片，用于承載操作系統(tǒng)和深度學(xué)習(xí)模型，主板的右側(cè)是視頻輸出接口，左側(cè)是電源接口和其他另外的輸入/輸出接口。此外，特斯拉還設(shè)計(jì)了冗余的電源、重疊的攝像機(jī)視野部分、各種向后兼容的連接器和接口。特斯拉HW3.0采用完整的雙系統(tǒng)冗余，在任何一個功能區(qū)域發(fā)生損壞時，整個系統(tǒng)依舊可以正常工作，確保車輛能安全行駛。HW3.0的性能比上一代HW2.5提高了21倍，而功耗降低25%，能效比2TOPS/W。伴隨自動駕駛功能不斷升級，F(xiàn)SD軟件收費(fèi)價格持續(xù)攀升特斯拉

FSD開通價格不斷攀升，海外已漲價至1.2萬美元。特斯拉FSD具有一次性支付和訂閱兩種購買方式。特斯拉自2015年開通AP系統(tǒng)，價格為2500美元/套，后上調(diào)至5000美元/套；在2019年3月前，用戶可以在5000美元的EAP（EnhancedAutopilot）包之外，額外支付3000美元獲得FSD（此時并不包含任何功能）；19年4月，特斯拉取消EAP，將EAP功能移到FSD中，F(xiàn)SD漲價到6000美元/套，用戶可免費(fèi)獲得BasicAutopilot（BAP）功能；19年8月發(fā)布智能召喚功能，漲價到7000美元/套；20年8月，特斯拉獲得將人工智能更高層次應(yīng)用的批準(zhǔn)文件，再次漲價到8000美元/套；20年10月，特斯拉推出FSDBeta版本，配備城市道路完全自動駕駛測試功能，價格上調(diào)至10000美元/套；2022年1月，特斯拉FSD再次漲價至1.2萬美元。在國內(nèi)市場，特斯拉FSD只漲過一次價格，從5.6萬漲到6.4萬元。在訂閱服務(wù)方面，2021年7月特斯拉推出FSD訂閱包，EAP車主99美元/月，未開通EAP的BAP車主199美元/月。特斯拉

FSD在全球的整體開通率約為11%，其中北美地區(qū)比例最高。根據(jù)Troyteslike數(shù)據(jù)顯示，受到低價的Model3及ModelY高速放量，以及FSD不斷漲價的影響，特斯拉FSD在全球的整體開通率持續(xù)下滑，截至2021Q2結(jié)束，特斯拉FSD的整體開通率約為11%。預(yù)計(jì)特斯拉FSD在全球的累計(jì)開通數(shù)量近36萬套（北美超過26萬套，歐洲接近9萬套，亞太地區(qū)僅5700套），平均選裝價格為6千美元，其總銷售額超過210億美元。特斯拉FSD在亞洲地區(qū)銷量持續(xù)攀升，但是FSD開通率整體偏低。以北美地區(qū)為例，ModelS/X的FSD選裝率在61%，ModelY的選裝率在20%，Model3的選裝率在20%。推出Dojo超算平臺，打造感知自主進(jìn)化的閉環(huán)學(xué)習(xí)系統(tǒng)特斯拉依托龐大客戶群來收集自動駕駛數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的模型訓(xùn)練。與一般的汽車廠商和科技公司不同，特斯拉的自動駕駛不是依靠內(nèi)部測試獲取自動駕駛的數(shù)據(jù)，而是通過其龐大的客戶群和裝載傳感器的特斯拉車輛上收集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行功能升級。即使沒有激活，AP系統(tǒng)仍可以收集有關(guān)其環(huán)境和潛在自動駕駛行為的數(shù)據(jù)，以饋送特斯拉的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該數(shù)據(jù)收集方法通常被稱為影子模式（Shadowmode），即AP系統(tǒng)在車輛的后臺運(yùn)行而無法在駕駛中進(jìn)行任何輸入。特斯拉自2015年10月開始開通AP系統(tǒng)，隨著車輛數(shù)量的不斷增加，累計(jì)的自動駕駛數(shù)據(jù)也在呈現(xiàn)指數(shù)級增長。根據(jù)Lexfridman預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，到2020年Q1，特斯拉已經(jīng)擁有近99萬臺搭載AP系統(tǒng)的車輛不斷回傳數(shù)據(jù)，其中搭載HW2.0/3.0的車輛有超過82萬臺，以用戶平均每天駕駛約一個小時計(jì)算（每輛車8個攝像頭），車隊(duì)每月大約會產(chǎn)生1.968億個小時的視頻。預(yù)計(jì)到2020年底，特斯拉將擁有51億英里的駕駛數(shù)據(jù)，用于自動駕駛的模型訓(xùn)練。發(fā)布7nm工藝AI訓(xùn)練芯片D1，打造Dojo超算訓(xùn)練平臺。在2021年8月的

特斯拉

AIDay上，特斯拉發(fā)布了最新的AI訓(xùn)練芯片D1，D1芯片采用臺積電

7nm工藝制造，核心面積達(dá)645平方毫米，集成了多達(dá)500億個晶體管，共有四個64位超標(biāo)量CPU核心，擁有多達(dá)354個訓(xùn)練節(jié)點(diǎn)，特別用于8×8乘法，支持FP32、BFP64、CFP8、INT16、INT8等各種數(shù)據(jù)指令格式，都是AI訓(xùn)練相關(guān)。D1芯片的FP32單精度浮點(diǎn)計(jì)算性能達(dá)22.6TFlops，BF16/CFP8計(jì)算性能則可達(dá)362TFlops。為了支撐AI訓(xùn)練的擴(kuò)展性，D1芯片的互連帶寬最高可達(dá)10TB/s，由多達(dá)576個通道組成，每個通道的帶寬都有112Gbps，而熱設(shè)計(jì)功耗僅為400W。D