當”阿爾法狗”戰勝李世石的那一刻,自動駕駛的風暴到來了

當”阿爾法狗”戰勝李世石的那一刻,自動駕駛的風暴到來了。

百年汽車產業走到今天,機器、化工、電氣都登峰造極,賦予了汽車強健的體魄;現在,是該需要一點夢想了,這無關顛覆,公欲善其事,必先利其器。人工智能不過是讓汽車像人一樣思考,賦予其自主意識,但汽車本身不會變成一個外星體。

汽車工業經過一百多年的積累,當他開始像人腦一樣思考時,迸發出來的勢能和動能是巨大的。-

但是,誰來提供“汽車大腦”呢?現階段的汽車大腦能否跟得上自動駕駛發展的需要?

指數級增加的數據

如果問阿爾法狗下棋的風格,這隻狗很可能是吳清源+李昌鎬+聶衛平+眾多圍棋高手的綜合體,因為它是谷歌動用了上萬臺服務器,學習了人類高手對弈的上千萬盤棋局,訓練出來的。它的每次落子,對人類來說可能匪夷所思,但確是它經過千萬次計算後的推理出來的大概率。

滴滴副總裁章文嵩曾說:滴滴的派單算法比阿爾法狗的圍棋算法複雜100倍,結果被打臉,但是這提醒了我們,人工智能比拼的就是計算能力。

論計算的複雜度, 滴滴是比不過圍棋的,目前滴滴日均處理的數據次數是10的11次方,而圍棋僅僅是一局最大會處理10的808次方比特的數據。但對一個完全的自動駕駛來說,圍棋都是小巫見大巫,圍棋是一個具有約束規則的計算,而自動駕駛完全是開放規則的計算。

據英特爾公司保守的估算,一個配備了各種傳感器的自動駕駛汽車,每天要處理的數據量為4000GB,約為10的14次方比特的數據, 這還僅僅只是計算單車環境下的數據量,如果把V2X,車聯網等環境變化考慮進來,複雜度還會呈指數級上升。


當”阿爾法狗”戰勝李世石的那一刻,自動駕駛的風暴到來了


一般來說,駕齡在五年的司機才會達到人車合一的境界,要成長為一名老司機,需要5年左右的訓練,才能於各種複雜車況、陌生路況中作出正確判斷。如果不是賽車手,駕駛其實沒有什麼樂趣,訓練和推理才是駕駛的唯一姿勢,從這點來說,人是比不過機器的。

一個正常的出租車司機,5年能訓練的駕駛里程最多約70萬公里,而Waymo自動駕駛車隊自2009年上路以來,總路測里程已達到了1287萬公里。這是一個用計算能力堆砌起來的優勢,人類是無法超越的。

當然了,人類大腦現階段還能秒殺計算平臺,但人類之間的知識無法快速共享;在自動駕駛世界,每一個“機器人司機”的駕駛經驗,都將會得以累計,並共享給每一個“機器人司機”,這才是可怕的。

但在“機器人司機”成為現實之前,機器人的“大腦”,還需要高速迭代。

數據、算法和芯片

人工智能的三大基石:數據、算法和芯片,海量數據是用來餵給芯片,並在算法的指導下進行訓練和推理的,訓練和推理的結果又形成數據迭代反覆,這是一個循環反饋的三角形網絡。關於機器學習和深度學習的算法原理,人工智能大神吳恩達已在互聯網上貢獻了他的教學視頻;目前的主流是深度學習算法,業界也貢獻出了各種開源的深度學習代碼框架。

軟件的開源精神為這場自動駕駛的腦力競賽賦予了靈魂,這是一個開放的賽場,程序員們需要看到的是一個百花齊放的生態。在這裡,系統廠商可以藉助開源的代碼框架搭建自己的自動駕駛OS,比如百度的Apollo,特斯拉的Autopilot; 平臺廠商可以藉助定製的算法框架提供自己的SoC(System on Chip)方案,比如英偉達、英特爾、地平線;軟件集成商可以整合部分算法框架,提供整體解決方案,如微軟、圖森互聯、四維圖新等。


當”阿爾法狗”戰勝李世石的那一刻,自動駕駛的風暴到來了


數據是糧食,算法是靈魂,芯片就是決定腦力的關鍵。在這場算力的比拼中,有多條道路通向中央領獎臺,他們的物理性能在特定的場合不分伯仲,從下圖可以看出,單位功耗的算力(TOPS/W),GPU(圖形處理單元)、FPGA(現場可編程門陣列), ASIC(專用集成電路)相差無幾,GPU略微領先一點。


當”阿爾法狗”戰勝李世石的那一刻,自動駕駛的風暴到來了


(來源:清華大學電子工程系納米集成電路與系統實驗室)

在自動駕駛領域,人工智能芯片要從兩個應用從場景來分解: 雲端場景負責海量數據的訓練,終端場景負責實時推理。這兩種場景對計算能力、功耗和延遲的要求是不同的:雲端因為大量的數據需要超強的計算能力,終端則對低延時有著苛刻的要求。從技術上來看,在雲端場景,GPU和FPGA和ASIC都可應用;對終端來說,自動駕駛要落地,ASIC無疑是最佳選擇,但這一切又要看雲端的訓練結果。


當”阿爾法狗”戰勝李世石的那一刻,自動駕駛的風暴到來了


領跑者

雖然說條條大路通羅馬,但是有的人本來就出生在羅馬。在PC時代的計算力比拼中,英特爾和英偉達本就是無可爭議的王者,至今,很多超算的計算單元就是英特爾的至強和英偉達的GPU搭建起來的,這兩家可謂是超算的“核彈工廠”。

以手機為代表的移動計算的興起,曾讓“二英”落寞的了許久。如今,人工智能對算力的召喚,又讓兩家看到了希望,重裝入場開始拉仇恨了:英特爾先後重金收購Altera、Mobileye和Nervana; 英偉達倒是收購不多,但是投資清單上的自動駕駛企業也不少,圖森互聯就是其中之一。

曾經,英特爾只有CPU,英偉達只有GPU,在PC時代算力的比拼中不遑多讓;現在英特爾補齊了FPGA和ASIC,而英偉達仍只靠GPU打天下人,他們的相愛相殺又將延續到自動駕駛領域,只是苦了AMD還在尋找自己的位置。

誰負誰勝出,唯一的裁判就是市場了。前篇所述,從技術上講,在自動駕駛的算法尚未迭代成熟之際,GPU是有天然優勢的,因此英偉達暫時領先半個身位,至少在雲端,與汽車無關,基本上都是數據中心,英特爾是可以和英偉達平分秋色的。

但是在終端,從長遠來看,一切未定的芯片架構在商業化之後都會以極簡、批量化的面貌出現,英特爾擁有廣泛的產品線(尤其是ASIC,這個是降低量產成本的關鍵)和自己的晶圓廠,況且還有Mobileye強悍的軟件平臺能力及良好的車企、Tier1人緣背書,英特爾將加分不少。但是在自動駕駛的市場真正瓜熟蒂落前,兩強間的競賽還看不出結果。

中國流

人工智能的風口讓這場腦力競賽格外熱鬧,說起來,能借此收割全球市場的先手,自動駕駛應排第一位。圖像識別?別逗了,也許整個美國的攝像頭都不如中國的一個城市多。但這點讓中國的人工智能芯片企業有了天然的數據優勢。

首先,羅馬並不是一天建成的,Wintel在PC時代的盟主地位,恐怕在自動駕駛領域還不會復現:強勢的車企,開源的算法軟件,以及海量訓練數據的要求,決定了這並非一場零和的競賽,中國企業是有機會按下搶答器的。


當”阿爾法狗”戰勝李世石的那一刻,自動駕駛的風暴到來了


這個表中羅列的是以ASIC為架構的AI芯片企業,可以窺見鮮明的中國特色,基本上所有的企業都會發布針對智能攝像頭的AI芯片。當然,這其中不包括專門面向自動駕駛的百度和深鑑科技,只是這兩家目前以FPGA為主,待自動駕駛的場景和算法成熟後,不排除會遷移到ASIC架構的可能。

一幅百花齊放的場面,我們擁有數據和算法的優勢,已然搶佔了天元位置。只是在自動駕駛的這個開放賽場上,要實現我們彎道超車的夢想,需要更多的誠意,多拿出一點乾貨

傳統汽車電子集體失聲?

這個競賽的舞臺看起來如此擁擠,多少初創企業排著隊也要擠進賽場,但是,傳統汽車電子巨頭恩智浦、瑞薩、英飛凌和意法半導體在這場算力比拼中集體失聲。這是為什麼?

如果說英特爾、英偉達這樣的硅谷芯片巨頭是圍棋九段,講究的是佈局和計算力,那麼傳統的汽車電子巨頭更像是象棋高手,一般是短兵相接,拼完消耗,然後再日拱一卒。傳統汽車電子巨頭誕生於車企本身,生而為車,他們的產品一般長於控制和非計算。

阿爾法狗1.0在打敗李世石後,迭代出來的阿爾法狗2.0,又經過3天490萬盤棋局的自我訓練,就以100:0的比分完勝對陣李世石的那版1.0。短短3天,阿爾法走完了人類千年的圍棋歷史;而另一條狗,波士頓動力(後面也有兩足機器人)自2013年開始亮相,就不斷吸引人們眼球,漫長的5年,從踢不倒的機器狗,到能開門的機器狗,到能實現三連跳,後空翻的仿真人。它彷彿經歷了嬰兒般的進化過程。

這是不同的兩個門派,一個是意識流的俠客,一個是功守道的師傅。

關於算力的比拼,是抽象層的競賽,面對的是數字的、離散的世界;而傳統汽車電子,面對的是模擬的、線性的世界,所要把控的是物理層面的穩定。一個數字電路的工程師,可以在短短几年,往一塊GPU裡塞進更多的計算單元,但一個模擬電路的高手,可能數年都無法找到一個解決信號噪音的好辦法。

況且,為車而生的恩智浦、瑞薩們,在比他們更強勢的車企面前,自然是有點畏手畏腳的。一方面,他們有保帥的顧慮,另一方面,他們還要去將別人的軍,防守和進攻首鼠兩端時,資源已拼耗得差不多了,哪還有錢砸向人工智能的賽場?

這場最強大腦的競賽,並非顛覆汽車和汽車電子格局的收官之戰,恩智浦、瑞薩們也在和車企們一樣,一邊固守著自己的舞臺靜待時機,一邊悄然佈局。

“腦”與“手腳”需要協作

想象可以無邊無際,但是回到現實,我們仍然需要冷靜;算力可以無限迭代,控制只能憑經驗摸索。自動駕駛恁怎麼天馬行空,仍然是四個輪子,”鐵包肉”的機械產品。

坐看雲起時,也須行到水窮盡,雖然人類是意識決定行動,但終歸要雙足行走。人工智能這場風暴來了,但對車企和傳統汽車電子巨頭而言,慢半拍是必然的;況且,一場暴風雨遇到高山也會降低等級。

PC時代,Intel藉助微軟Windows的聯盟崛起,分別成就半導體和軟件行業霸主,但PC製造商們與其蜜月也過得挺好。移動計算時代,在芯片端,雖然有高通這樣的霸權行徑,但也有聯發科,展訊這樣全程呵護的交鑰匙廠商;在軟件端,開源精神興起,雖然iOS和Android理論上只是半開源系統,但好歹整個生態是開放的。況且,網絡的誕生,顛覆了所有產業的觀念: ”沒有一部車是閉門造出來的”。

自動駕駛,不過是更大維度的移動計算時代。在這個時代,開源精神幾乎已成為普世價值,網絡的平行理念已深入人心,這勢必造就一個百花齊放的產業鏈條,沒有人能獨自發號施令。

對於傳統汽車電子巨頭來說,AI競賽的誰負誰勝出,不過是汽車電子供應鏈中又多出幾個硅谷的身影;對於傳統車企來說,人工智能的到來,不過是更多話語權的博弈,以及更多衍生市場的爭奪,如果能看清這點,一切皆可泰然處之。

人工智能,對汽車產業人士來說,也許並沒有那麼可怕;真正可怕的,是背後所用到的軟件和網絡,以及由軟件和網絡所代表的,一種柔軟的思維方式和開放的精神。


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