地平线征程5：一颗可成长的芯片是如何做到的？
国产大算力芯片量产在即，地平线扛起这把大旗。
地平线“征程5”是专为高阶智能驾驶打造的AI芯片，也是率先实现前装量产的国产百TOPS级大算力AI芯片。2022年内完成全部车规可靠性与功能安全相关认证，正式达到量产水平，并将在四季度在SOP。
在近日的技术日上，地平线分享了征程5芯片的出生日记。
做什么？——支持数据驱动的专用芯片
按照高阶自动驾驶的发展需求，大算力芯片上车迫在眉睫。
地平线CTO黄畅提出，随着自动驾驶级别的提升，算力几乎是指数级的爆炸式的增长，而自动驾驶技术由“数据驱动逐步替代传统基于规则的计算”，迎合了这个趋势。
数据驱动替代传统基于规则的计算的概念是，在自动驾驶方案的广义感知、地图融合、规划控制四个阶段中，广义感知是发展最快的，其次是地图融合、规划、控制。因此，从软件1.0到软件2.0进化中，广义感知成为软件2.0数据驱动智能化的先锋。
面向未来，广义感知将100%靠数据驱动，规划和控制的80%～90%也是靠数据驱动完成。数据驱动的占比越来越大。
这将使未来的计算平台上支持规则实现的通用芯片，比如CPU的需求量不会显著增加，而支持数据驱动、神经网络模型推理计算的专用芯片占比会显著增加。
地平线要做的，就是这样的芯片。
怎么做？——硬件不变、软件架构也能升级
高阶自动驾驶需求的变化，需要行业要做出超前的准备，适应技术的发展。地平线基于对未来软件算法的认知定义征程5，遵循“软硬结合”技术路线。
软硬结合与软硬解耦并不矛盾。软硬结合是在计算平台的设计阶段将软件和硬件架构结合起来，更加高效地去支持未来的算法发展趋势。
软硬解耦是在计算平台开发出来后，把硬件和软件给到开发者去使用的时候，是要支持软硬解耦的。换言之，是算法、应用开发和计算平台的解耦。
软硬结合的实现靠的是地平线第三代架构BPU（Brain Processing Unit），命名为贝叶斯。
地平线每代架构都用一个数学家的名字，第一代叫高斯，第二代叫伯努利，第三代叫做贝叶斯，BPU的最大特点是高性能、低延迟、低能耗。正在开发中的征程6的架构叫纳什。
针对自动驾驶实际工况，贝叶斯结合突破性的AI加速计算技术，通过灵活配置的近存计算，极大的优化内存占用及访存，将并行计算发挥到极致。
征程5在去年7月发布时，算力为128 TOPS，效率为1283FPS，最低延迟60毫秒，整个系统的平均功耗30W。如今，征程5的效率已经提升到1500+FPS。为什么一颗芯片在一年之后，还会自我成长？
因为在硬件架构没有变化、算法也没有变的情况下，软件架构变了，效率再次提升。
地平线在去年就提出过AI芯片真实性能的公式，真实AI效能=理论峰值计算效能 x 有效利用率 x AI算法效率。
其中，最能反映AI芯片真实计算性能的是FPS。黄畅解释道，当架构锁定、算法锁定的时候，软件架构还可以持续的改善，编译器还可以持续地把同一个算法在同一个芯片上通过编译、拆解、重组，部署，这就是软件计算架构的变化。
地平线征程5通过与英伟达Xavier性能对比，可以达到后者的9倍，而Orin的性能是Xavier的3.3倍，这意味着征程5 算力虽然不如英伟达Orin大，但性能却比它要强很多。
地平线看准大算力AI芯片的发展规律，加大软件团队组建，规模甚至超过了硬件团队。约700多名研发人员中，算法、软件研发人员数量达到600人。
决赛圈！——锁定席位
超百TOPS AI芯片开始量产，大算力比拼已经进入决赛圈。
地平线表示，征程5与英伟达一道率先进入百TOPS芯片前装量产的阶段，提前锁定了决赛席位。目前征程5已和比亚迪、红旗和自游家等多家车企签下合作订单。
地平线快速达到前装量产，还在于拥有完整的开发工具链，可以让车企及合作伙伴以更高效的方式开发和交付产品。
从征程2、征程3到征程5，地平线构建起了芯片、硬件、基础操作系统、应用中间件、分布式算法一系列完整的平台工具，向到更高级别自动驾驶应用提供支持。
今年4月份，征程5在实车环境下完成了城区复杂场景自动驾驶的闭环验证。同时，在持续打磨征程5的AI工具链，6月份开始，有多家软件生态伙伴推出基于征程5开发的高等级自动驾驶方案，并陆续推出原型Demo。
征程5是具备量产成熟性的百TOPS大算力AI芯片。地平线智能驾驶产品线产品规划与Marketing高级总监吕鹏表示，“除了芯片以外，地平线还有完整成熟易用的开发环境和后续的生态落地环境，也有相关的闭环验证系统，可以帮助我们的客户和车企达成非常好的交付表现，用户体验是最终市场检验你成功的最重要标志。”
自动驾驶是一个资源消耗非常大的工程，作为一个平台要能提供丰富的服务合作方，构建繁荣的生态系统，才能给客户提供更多的资源和服务。
车云小结
为自动驾驶而打造的AI芯片未来需求猛增，瞄准这个变化，地平线从性能出发，打造可升级的软件架构，使原本无法更改的芯片变得能自我进化，硬件不变的条件下，芯片性能还可以再生长。
从芯片到一整套开发环境和服务体系方案的提供，包括本土化的服务和支持，会让车厂更乐于接受地平线。定位于Tier2，地平线通过芯片+工具链和平台构建合作伙伴生态圈。
既可以提供芯片、开发工具链、训练平台给Tier1，再由Tier1把智能驾驶的软硬件系统给OEM；也可以提供芯片硬件的参考设计给硬件厂商；还可以提供参考算法开发版给软件企业。
这种看似分散的方式实则给了合作伙伴极大的自由度和选择权，只有给客户带来最大的价值，客户最终才会带来更好的商业回报。
征程5基于以上的认知和行动而诞生，并提前锁定大算力芯片的决赛席位。不过地平线称，这不是一场不战而胜的比赛，真正在量产决赛上见分晓前，每个环节都是作为一家AI芯片公司必经的考验。