本文轉(zhuǎn)載自：蓋世汽車

隨著汽車智能化程度不斷提高，電子架構(gòu)正朝著集中化方向發(fā)展，智能座艙與ADAS等功能對(duì)GPU算力和AI推理能力提出更高要求，同時(shí)系統(tǒng)還需滿足功能安全、長(zhǎng)效周期、軟件定義等多重挑戰(zhàn)。

2025年9月12日，在蓋世汽車主辦的第五屆汽車芯片產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，Imagination Technologies技術(shù)總監(jiān)艾克從汽車電子架構(gòu)演進(jìn)趨勢(shì)出發(fā)，深入分析了當(dāng)前智能駕艙與ADAS系統(tǒng)對(duì)算力、安全性與靈活性的新需求，并分享了Imagination Technologies在GPU與AI融合計(jì)算、功能安全、硬件虛擬化等領(lǐng)域的創(chuàng)新解決方案與落地實(shí)踐。

艾克聚焦于智能駕艙與ADAS對(duì)高算力、高安全及長(zhǎng)生命周期技術(shù)的需求，重點(diǎn)介紹了Imagination Technologies推出的GPU與AI深度融合計(jì)算架構(gòu)。該方案通過(guò)將圖形渲染與AI計(jì)算在硬件層面緊密集成，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部數(shù)據(jù)高效交互，大幅減少對(duì)外部存儲(chǔ)的訪問(wèn)和帶寬依賴，顯著提升能效與算力密度。此外，提出分布式安全校驗(yàn)機(jī)制，對(duì)比其前一代產(chǎn)品在僅增加約10%面積的前提下實(shí)現(xiàn)功能安全，避免傳統(tǒng)雙核鎖步帶來(lái)的資源浪費(fèi)。架構(gòu)還支持硬件虛擬化，可動(dòng)態(tài)分配算力至儀表、娛樂與ADAS等不同域，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)隔離與資源靈活調(diào)度。

目前，該架構(gòu)已應(yīng)用于瑞薩R-Car等平臺(tái)，支持從0.25T到200TOPS的算力配置，并具備對(duì)BF16、FP8等新興數(shù)據(jù)格式的高效支持。艾克表示，展望未來(lái)，Imagination Technologies將繼續(xù)深化GPU與AI的融合設(shè)計(jì)，推動(dòng)軟件定義駕艙發(fā)展，通過(guò)與OEM合作實(shí)現(xiàn)技術(shù)迭代，支持更高效、更安全的智能汽車計(jì)算平臺(tái)。

艾克 | Imagination Technologies技術(shù)總監(jiān)

以下為演講內(nèi)容整理：

汽車智能化演進(jìn)帶來(lái)算力與安全新挑戰(zhàn)

艾克認(rèn)為，當(dāng)前汽車電子發(fā)展呈現(xiàn)出三大趨勢(shì)。首先，智能駕艙功能日益豐富，數(shù)字化儀表、多屏互動(dòng)、娛樂信息系統(tǒng)等均需強(qiáng)大的圖形渲染與AI處理能力。其次，電子電氣架構(gòu)持續(xù)集中化，原屬于多個(gè)域控制器的任務(wù)（如毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭數(shù)據(jù)處理）正逐步整合至中央計(jì)算單元，對(duì)多任務(wù)并行處理提出更高要求。第三，軟件定義汽車成為主流，OEM廠商通過(guò)OTA持續(xù)更新車輛功能，因此硬件需具備足夠的靈活性以適應(yīng)長(zhǎng)期軟件迭代。

圖源：Imagination Technologies

此外，汽車產(chǎn)品生命周期可長(zhǎng)達(dá)12年，在此期間，AI算法和算力需求仍在快速演變。“從CNN到Transformer、Diffusion模型，算法效率不斷提升，如何設(shè)計(jì)一種能夠適應(yīng)長(zhǎng)周期內(nèi)技術(shù)變化的硬件方案，是我們持續(xù)思考的方向?！卑藦?qiáng)調(diào)。

GPU+AI融合架構(gòu)：實(shí)現(xiàn)高性能與低功耗的統(tǒng)一

為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，Imagination Technologies提出“GPU+AI”融合計(jì)算架構(gòu)。該架構(gòu)將圖形渲染與AI推理在硬件層面緊密結(jié)合，通過(guò)統(tǒng)一計(jì)算單元（Unified Compute Cluster）實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同。

艾克詳細(xì)介紹了這一架構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：在傳統(tǒng)方案中，GPU與AI模塊往往相對(duì)獨(dú)立，數(shù)據(jù)交互需通過(guò)外部DDR內(nèi)存，帶來(lái)較高延遲和帶寬占用。而Imagination Technologies的創(chuàng)新設(shè)計(jì)使GPU與AI計(jì)算單元可直接在內(nèi)部完成數(shù)據(jù)交換，顯著提升吞吐效率，降低延遲和系統(tǒng)功耗。該架構(gòu)可提供高達(dá)200 TOPS（INT8）的AI算力，相比上一代產(chǎn)品單位算力密度提升3.6倍，同時(shí)支持BF16、FP8、FP4等多種數(shù)據(jù)格式，適配不同精度與能效要求的場(chǎng)景。

在軟件層面，Imagination Technologies提供完整的工具鏈支持，包括底層計(jì)算庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)編程接口（如OpenCL）以及編譯器框架（如TVM），幫助開發(fā)者高效部署AI模型，實(shí)現(xiàn)軟硬件協(xié)同優(yōu)化。

功能安全與硬件虛擬化：滿足汽車最高安全與集成需求

除了算力，功能安全同樣是汽車芯片設(shè)計(jì)的核心。艾克重點(diǎn)分享了Imagination Technologies在功能安全方面的突破——分布式安全架構(gòu)。

與傳統(tǒng)雙核鎖步方案相比，該架構(gòu)不會(huì)因冗余設(shè)計(jì)導(dǎo)致面積或性能成倍增長(zhǎng)。其通過(guò)對(duì)GPU內(nèi)部不同模塊實(shí)施分級(jí)安全策略，在ECC校驗(yàn)、奇偶校驗(yàn)、雙核鎖步等不同級(jí)別上實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)防護(hù)，最終僅以10%的面積開銷實(shí)現(xiàn)ASIL-B/D級(jí)別功能安全要求?！斑@不僅顯著降低成本，也保證了系統(tǒng)的高性能輸出，”艾克補(bǔ)充道。

另一方面，隨著域融合成為趨勢(shì)，單一芯片需同時(shí)支持儀表、娛樂、ADAS等多個(gè)系統(tǒng)。Imagination Technologies通過(guò)硬件虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)算力的靈活分配與隔離。例如，一顆具備1 TOPS算力的芯片可動(dòng)態(tài)劃分為0.25T用于儀表渲染、0.75T用于娛樂系統(tǒng)，各域之間互不影響，即使某一系統(tǒng)發(fā)生故障也不會(huì)波及關(guān)鍵駕駛功能。

“硬件虛擬化不僅提升了資源利用率，也降低了系統(tǒng)部署的復(fù)雜度和成本，真正支持軟件定義汽車的實(shí)現(xiàn)，”艾克表示。

案例分享：與瑞薩電子合作推進(jìn)車載芯片創(chuàng)新

艾克以Imagination Technologies與瑞薩電子的合作為例，介紹了其IP在車載芯片中的實(shí)際應(yīng)用。瑞薩旗下R-Car系列芯片采用了Imagination Technologies具備功能安全和高性能的GPU IP，最高配置可達(dá)1 TFLOPS浮點(diǎn)算力，同時(shí)也可靈活配置0.25T版本，適應(yīng)不同車型需求。

該方案支持多核擴(kuò)展與功耗優(yōu)化，在滿足高性能圖形與AI處理的同時(shí)，也兼顧了能效控制與模塊化設(shè)計(jì)，目前已應(yīng)用于智能座艙和ADAS系統(tǒng)中。

共建開放生態(tài)，推動(dòng)汽車計(jì)算架構(gòu)持續(xù)演進(jìn)

在演講最后，艾克強(qiáng)調(diào)，Imagination Technologies將持續(xù)投入GPU與AI融合架構(gòu)的研發(fā)，并與行業(yè)伙伴共同推動(dòng)汽車計(jì)算平臺(tái)向更高效、更安全、更開放的方向發(fā)展?！拔覀儾粌H提供IP，更致力于打造一個(gè)可擴(kuò)展、軟件定義的解決方案生態(tài)，幫助車企和Tier1廠商應(yīng)對(duì)未來(lái)十年汽車電子的挑戰(zhàn)?！?/span>

Imagination Technologies已推出多代支持汽車功能安全的GPU產(chǎn)品，其新一代架構(gòu)不僅顯著提升算力與能效，也已在多家全球主流芯片企業(yè)的產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)落地。

（以上內(nèi)容來(lái)自Imagination Technologies技術(shù)總監(jiān)艾克于2025年9月12日在第五屆汽車芯片產(chǎn)業(yè)大會(huì)發(fā)表的演講。）