确保车辆智商在线采埃孚采睿星

徐辉

在刚刚过去的2021年上海车展上，ZF向全球推出了新一代ProAI产品，并为其起了首个中文名字“彩瑞行”。正如ZF董事会成员Holger Klein博士在发布现场所说:“ProAI是世界上最灵活、可扩展和功能最强大的机载超级计算机。”很多读者可能在我们杂志的章节里或多或少看到过这款用于自驾的车载超级计算机产品，所以这期可以具体了解一下这个系统有多“亲”，有多少“AI”。ProAI引爆的工业核弹

全球首發车载超级计算机 “采睿星”（ProAI）世界上第一台机载超级计算机“ProAI”

ProAI的出现为业界投下了一颗核弹“ProAI的出现给这个行业投下了一颗核弹”

时光倒流，ZF ProAI产品的首次亮相可以追溯到2017年的CES展台。ZF使用英伟达芯片联合开发的ProAI原型车一经问世就震惊了整个自动驾驶相关行业。并不是说当年的ProAI原型车性能有多尴尬，更多的是因为ZF相信自动驾驶技术会逐渐走向标准化的产品，标准接口的ProAI将能够匹配不同的OEM客户。实现规模化生产后，成本的降低和利润也将得到保证。另外，ProAI原型的合作伙伴是英伟达，自动驾驶芯片帝国皇冠上的明珠企业。从2015年拥有2Tops计算能力的NVIDIA Drive PX开始，经过拥有8Tops计算能力的Drive PX2、拥有30Tops计算能力的DriveXavier和拥有200Tops计算能力的DRIVE AGXOrin，短短五年时间，NVIDIA已经将自动驾驶平台的单核计算能力提升了100倍。当全球第二大汽车零部件供应商ZF联手长期占据自动驾驶芯片行业宝座的英伟达，发布超前产品计划时，就如同当年，自动驾驶技术似乎还很遥远，各大汽车公司还在品鉴，供应商摇摆不定，而行业内ProAI的出现，为行业投下了一枚核弹“核弹”。ProAI的大家庭

算上本次上海车展发布的ProAI，ZF ProAI汽车超级计算机系列已经发布了多款不同的车型。值得注意的是，虽然这些产品都有Gen1、Gen2、Gen3等代数后缀。，它们不应该被简单地视为迭代产品，而应该被归为一个类别下的家族产品。举个简单的例子，大家可能比较了解，ProAI产品可以看作是决定计算机处理性能的处理器，比如Intel的I3、I5、I7处理器，但是它们的时钟频率不同，价格不同，对应的游戏或者工作软件的强度也不同。ProAI的不同代数对应不同的适用场景如L2+，L2-L4甚至更高。产品生命周期将会并排共存，几乎可以覆盖自动驾驶目前需要面对的所有应用场景和案例。主引擎可以根据需要达到的效果，自由选择不同的计算模型，被人们形容为节俭。

ZF ProAI Gen1是2018年量产的首款产品，这款具有1Tops算力的低成本型号，可以搭载于所有满足NCAP 2022 年标准的车辆上。Gen1虽然长得和原型机几无二异，但该型号在发布时配备的并非英伟达芯片，而采用了Xilinx FPGA，且可以因应要求搭载其他不同处理器芯片。业界普遍认为之所以搭载FPGA，是因为FPGA更适用于当时普遍所需求的“传感器融合”功能，更好地收集和融合处理来自于各种传感器的信息。在2018年CES展期间，应用了ProAI技术于百度自动驾驶技术的盼盼用车原型车在硅谷百度研发中心亮相，展示了一番实力。

第一代采埃孚ProAI已经可量产并实际装车应用ZF ProAI Gen1是2018年量产的首款产品。这款低成本机型具有1Tops计算能力，可安装在所有符合NCAP 2022标准的车辆上。Gen1看起来就像原型一样，但这个模型是用Xilinx FPGA而不是Nvidia芯片发布的，可以根据需要配备其他不同的处理器芯片。业内普遍认为，之所以配备FPGA，是因为它更适合当时普遍要求的“传感器融合”功能，能够更好地收集和融合各种传感器的信息。2018年CES展期间，搭载应用于百度自动驾驶技术的ProAI技术的潘潘原型车在硅谷百度RD中心亮相，展示了其实力。第一代ZF ProAI已经量产并投入实际应用。

ZF ProAI Gen2分为具有10-15Tops算力的Small Xavier S与内嵌英伟达芯片，具有20-25Tops算力的Standard Xavier两种型号。所具备的计算能力分别对应实现部分和高度自动化的L2和L3级别自动驾驶需求。ProAI Gen2低配型号模样与Gen1类似，高配型号除了尺寸上明显增加，其较Gen1的纯铝壳被动散热增加了液冷主动散热模式，从侧面反映其性能提升，同时增加的大量传感器接口，也代表了将会支持允许主机厂根据最终的应用来自定义功能。

历代ProAI产品ZF ProAI Gen2分为10-15Tops计算能力的小型Xavier和内嵌NVIDIA芯片的20-25Tops计算能力的标准Xavier。我们拥有的计算能力分别对应于部分自动化和高度自动化的L2和L3自动驾驶需求。ProAI Gen2的低配车型与Gen1相似，但高配车型尺寸明显增大。相比Gen1纯铝外壳的被动散热，增加了液冷主动散热模式，从侧面体现了其性能的提升。同时增加了大量的传感器接口，这也意味着它将支持主机厂根据最终应用来定义自己的功能。历代产品

盼达用车成为首批ProAI系统的实际用户希望代车成为ProAI系统的第一批实际用户。

ProAI Gen 1从发布到量产仅半年时间ProAI Gen 1从发布到量产只用了半年时间。

ProAI Gen2增加大量传感器接口Progen 2增加了大量传感器接口

同期揭示发布的还有ZF ProAI Gen3，这款产品首次革命性地提出了模块化架构。不同应用场景需求之下，通过三块可自由搭配组合各种芯片的集成式主板，为L4级别自动驾驶提供实时数据处理能力。通俗表达之下，就是Gen3成为电脑主板，而在上面可以放置不同的运算核心，譬如英伟达、赛灵思甚至其他兼容芯片，芯片之间协同工作而并非排他存在。这在当时特别令人侧目，毕竟不少传感器对于不同的芯片支持，还真的有所对应，组合下来的整套系统满负荷算力可达到惊人的90Tops。

ProAI Robo Think模块化并能叠加并联提升算力与此同时，ZF ProAI Gen3发布，首次革新了模块化架构。在不同应用场景的要求下，三块可以自由混搭各种芯片的集成主板，为L4级自动驾驶提供实时数据处理能力。通俗点说，Gen3成为电脑主板，可以在上面放置不同的计算核心，比如Nvidia、Xilinx甚至其他兼容芯片。这些芯片一起工作，但不排他。这在当时特别引人注目。毕竟很多传感器支持不同的芯片，整个系统的满载计算能力加起来可以达到惊人的90Tops。ProRoboThink是模块化的，可以并行叠加，提高计算能力。

ProAI Gen3亮点在可更换组合不同核心ProAI Gen3突出了可替换组合中的不同内核。

见识过采埃孚的疯狂行为，却没想到还能见识到更为疯狂的想法，在接下来的一年时间，采埃孚再次选择，不但首先表达出对于L3级别极其模糊定位的不看好，宣布放弃L3级别自动驾驶研发，更同期发布了性能更为强大的系统，命名之中也已经没有了Gen4后缀，而改称为ZF ProAI RoboThink。面对性能不断提升的传感器数据带宽以及L4级别以上的实时峰值处理需求，ProAI RoboThink自带图像处理器，拥有逾150 teraOPS的计算能力（相当于每秒150万亿次计算），且可模块化叠加组合最多4个单元，实现约 600 teraOPS的总计算能力。这也难怪 ProAI 的强大性能与灵活性令英伟达（NVIDIA）在推出其崭新的Level2+NVIDIA DRIVE AutoPilot时，将采埃孚作为其首选合作伙伴。

新一代采睿星（ProAI）看过ZF的疯狂行为后，我没想到会看到更疯狂的想法。接下来的一年，ZF再次选择，不仅表达了对L3 level极其模糊定位的不认同，还宣布放弃L3 level的自动驾驶研发。与此同时，一个更强大的系统发布了，它的名字改为ZF ProAI RoboThink，而不是Gen4后缀。面对不断增加的传感器数据带宽和L4级以上实时峰值处理的需求，ProAI RoboThink自带图像处理器，拥有超过150 teraOPS(相当于每秒150万亿次计算)的计算能力，最多可模块化组合4个单元，实现总计算能力约600 teraOPS。难怪ProAI强大的性能和灵活性让NVIDIA在推出新的Level2+NVIDIA DRIVE AutoPilot时选择ZF作为首选合作伙伴。新一代ProAI

你为什么需要ProAI？

在了解了ProAI家族的所有成员之后，为什么还需要ProAI？如开篇所述，驾驶是一项具有同等确定性且极不稳定的操作项目，是驾驶员所具备的五官协调性和大脑的判断能力。如果把自动驾驶领域不可或缺的人工智能看作是保证安全和各种操作行为的判断能力，那么彩瑞行就可以看作是支撑人工智能的物理大脑。毕竟对于自动驾驶来说，人工智能绝对不是空中的城堡，更不是虚无缥缈的柏拉图式的存在。

当各种传感器像人的面部特征，如毫米波雷达、摄像机、激光雷达，甚至内部观察系统和声音麦克风等。，在行驶过程中采集大量实时数据。毕竟像彩瑞星这样分析能力很强的人工大脑，需要妥善处理，告诉车辆此刻的反应应该是什么。

话又说回来，当今的人工智能尽管已经取得长足进步，可对于这花花世界而言，人工智能依然只能算襁褓之中的婴儿。对于公开道路上行驶所涉及一切实时变换的随机情况，最好的方式不是通过填鸭式教育（预编程设定）去固化它的思维，而更应该不断地陪它玩耍不同的游戏（训练学习），不断去开发训练其大脑（采睿星），让AI真正去学习、去解读，成长起做出自我应对的判断能力。现在的视觉系统，不正是通过深度卷积神经网络在不断玩扫雷游戏么？现代车辆上搭载的软件功能日益增多。软件把各传感器获取的信息与智能执行器相结合，实现驾驶员辅助系统等强大功能，从而提供更高的舒适性、安全性和电动车续航里程。而智能化软件算法，或者称之为人工智能是使之成为现实的关键。在未来的电子电气架构中，运算能力和核心软件功能将集中于几个域或区域控制器。采睿星就是这其中的一个。

采睿星将会是AI训练的最强大脑另一方面，虽然今天的人工智能已经有了很大的进步，但是对于这个世界来说，人工智能仍然只是一个襁褓中的婴儿。要打开开车上路所涉及的所有实时变化的随机局面，最好的办法不是通过填鸭式教育(预编程设定)固化它的思维，而是不断陪它玩不同的游戏(训练学习)，不断开发训练它的大脑(采用瑞幸)，让AI真正学会学习和解读，发展它自我反应的判断能力。现在的视觉系统不是一直在通过深度卷积神经网络玩扫雷游戏吗？现代车辆配备了越来越多的软件功能。该软件将各传感器获得的信息与智能执行器相结合，实现驾驶辅助系统等强大功能，从而提供更高的舒适性、安全性和电动汽车续航里程。智能软件算法，或者说人工智能，是让它成为现实的关键。在未来的电子和电气架构中，计算能力和核心软件功能将集中在几个域或区域控制器中。瑞幸就是其中之一。财星将是AI训练的超级大脑。

模块化层叠可让ProAI性能爆表模块化可以使ProAI的性能超出图表。

采睿星可接入比上一代ProAI更多的傳感器与执行器与上一代ProAI相比，财新可以访问更多的传感器和执行器。

采睿星（ProAI）小尺寸下通配各种冷却方式ProAI配备了各种小尺寸的冷却模式。

专业的力量

ProAI的实力体现在各个方面，首先是标准化和可扩展性。它延续了RoboThink的模块化设计，可以根据具体的应用场景及其所需的计算能力，匹配不同厂商提供的SoC变体。从第一代开始开发并坚持至今的标准连接器，兼容市面上所有常用插头，方便所有客户在匹配上的通用性。除了ZF自己的解决方案，ZeroStar还提供了巨大的软件灵活性，可以运行原始设备制造商或第三方开发商提供的程序和操作系统。

另一个优势在于性能。当你处理完一个Word文档，想玩一个全帧率全特效的3A游戏大作，发现电脑不能运行会很尴尬，所以估计没人会觉得自己的电脑性能太强大。ProAI似乎看透了这一点，这一代产品可以根据L2到L5的不同应用场景和对应的计算需求，实现从20 TOPS到1000 TOPS的计算能力。每个单元的计算能力高达250 TOPS。比上一代ZF proairbothink高出66%。性能的提升并不一定意味着能耗的提升。3Tops/ watt的平均能耗比上一代产品降低了70%。即便如此，满载功耗带来的散热也早有考虑。主动风冷、被动风冷、水冷，三种可选的冷却方式可以设计成相同的安装尺寸。与之前的型号相比，这款彩瑞星的外壳仅为240×138×49mm，明显更加紧凑和轻便，因此在安装和选择方面更加灵活。说实话，第一眼真的有一种高端显卡的既视感。

特别值得一提的是，作为一款车载产品，内部搭载的高科技设备必须保证在严苛环境下的稳定性和可靠性。可靠性层面也涉及到来自于网络攻击的可能，所以采睿星还提供ASIL-D级别计算性能，针对网络威胁具备最新防护措施，等同于买电脑附赠了防火墙功能。

特别是作为车载产品，里面的高科技设备必须保证在恶劣环境下的稳定性和可靠性。可靠性水平还涉及到网络攻击的可能性，所以彩瑞星还提供了ASIL-D的计算性能，拥有针对网络威胁的最新防护措施，相当于买了一台带防火墙功能的电脑。

结论:

15年前，如果有人问我做IT记者时最想要什么，估计你得到的答案可能是个人超级计算机；十五年后，如果有人问已经是汽车记者的我，我最想拥有什么？答案可能是ZF集团在上海车展上刚刚发布的下一代车载超级计算机ProAI彩睿星，因为我一直想象着未来的智能车辆都是自己组装的，我要确保这辆车的智商永远在线！