佟湘北:在浮躁的环境中坚持为识货的人做好东西
来源：汽车商业评论（编辑）22年3月27日 09:10
2022年3月25-27日，中国电动汽车百人会论坛（2022）在北京钓鱼台国宾馆开幕。3月26日下午，以“迎接新能源汽车市场化发展新阶段”为主题的高层论坛，聚焦新能源汽车市场化发展新阶段的机遇与挑战，展开深入交流探讨。地平线创始人兼首席科学家余凯博士应邀出席，并发表主题演讲。
如何更好地把握行业发展趋势，探明下一阶段产业方向，更好地应对挑战、引领变革、推动新能源汽车市场向更高层次发展？余凯博士在演讲中提出，芯片与OS是智能汽车时代的创新数字底座，地平线推出结合征程5芯片的开源开放的实时操作系统TogetherOS，携手合作伙伴共建车载数字基座，助力行业构建车载OS生态系统；与此同时，地平线将进一步开放，尝试向部分整车厂开放BPU IP授权，助力车企提升差异化竞争力，加快创新研发速度。
智能汽车是堪比“计算机诞生”级的颠覆式创新，将成为人类科技发展最大的母生态。而芯片和操作系统是智能汽车的数字底座，是产业的最佳破局点。
历史上多次出现芯片架构与操作系统的紧密联盟，比如Windows和Intel的联盟，ARM和Android的联盟，英伟达GPU架构和操作系统CUDA的耦合。余凯博士指出：“只有软件和硬件高度协同，才能保证计算能效。”
拥抱智能汽车所带来的千载难逢的时代机遇，地平线推出结合征程5芯片的开源实时操作系统TogetherOS，携手合作伙伴共建车载OS生态。TogetherOS满足高等级自动驾驶实时性要求和功能安全要求，支持丰富的上层应用软件，同时提供灵活开放的开发工具，可面向自动驾驶、智能交互、智能网联、智能车控等车载应用场景打造解决方案。
地平线自成立之初便决心成为一个赋能行业的平台型企业，通过打造人工智能芯片和计算平台，助力智能汽车时代发展。当前，地平线征程芯片出货量已突破100万片，获得40多个车型的前装定点，生态合作伙伴已超过100家。
开放是产业发展的大势所趋。余凯博士表示，在提供SoC级高性能汽车智能芯片的同时，地平线将进一步开放，向整车厂开放BPU IP授权，提供软件工具包、芯片参考设计以及技术支持，助力部分车企开发自研芯片，提升差异化竞争力，加快创新研发速度。在此开放模式下，整车开发将实现从芯片到操作系统、再到自动驾驶的软硬件系统的高度协同，极大提升迭代速度。
智能汽车时代，在消费者需求激增之下对于产品迭代速度提出了更高要求，打造更加开放的创新生态便至关重要。正如Windows和Intel共同加速了PC时代的成熟发展，ARM和Android共同创造了智能手机时代的繁荣生态，在智能汽车时代，地平线期望打造一个开源开放的创新生态，以智能芯片与操作系统作为智能汽车的数字底座，与行业伙伴征程与共，开放共赢，携手共建开放协同的汽车智能创新时代。
以下是余凯博士演讲全文。
尊敬的清泰理事长、苗部长、董扬主席、欧阳院士，各位嘉宾、各位朋友，大家傍晚好！今天我在这边来分享一下我们在智能汽车时代芯片跟操作系统方面的一些思考。我记得清泰理事长昨天下午的发言提到，中国要成为智能汽车强国，一定离不开零部件跟基础技术的强国。那么在智能汽车时代，最重要的核心的技术、最重要的零部件是什么呢？我们认为就是它的智能芯片以及它的操作系统。
智能汽车是堪比“计算机诞生”级的颠覆式创新，将成为人类科技发展最大的母生态。
智能电动汽车是我们在人工智能领域发展芯片和操作系统千载难逢的机遇。2021年中国占世界新能源车份额53%，动力电池排名世界第一；中国拥有全球最大的汽车市场，中国消费者对自动驾驶接受度最高；与此同时，汽车占居民消费的10%，仅次于房地产，是中国培养经济新动能的关键产业
而汽车芯片将代替手机，成为半导体行业最大的细分市场
芯片和操作系统是智能汽车的数字底座，是产业的最佳破局点
中国在终端产品品牌表现出色，但是芯片和OS亟待突破
中国成为全球顶级汽车智能芯片的“角斗场“
地平线每年推出一代高性能芯片，实现从0到1的突破，到1到N的开放共赢
征程5是专为高级别自动驾驶打造的AI处理器
首先，我想去呼应跟佐证一下昨天下午苗部长提到的，在智能操作系统跟芯片在产业里面所扮演的重要性。我们打一个比喻，我们认为它实际上是整个的创新生态的一个数字底座。我记得前不久陆奇博士提到，智能汽车这个产业是一个母生态，它其实驱动跟拉动了我们在材料、能源、交通基础设施、芯片、半导体技术、软件技术、智能驾驶、人工智能技术等方方面面的全方位的创新。那么在这个母生态的支持下面，我认为中国迎来了前所未有的产业以及科技创新的趋势跟机遇。
我们如果回顾过去历代智能终端，从个人电脑到智能手机，实际上都孕育了巨大的成功的科技公司，比如说微软、intel、高通、苹果。那我们说第三代智能终端，毫无疑问是智能汽车，那么会发生什么？非常值得我们期待。
我们说智能汽车这样的一个产业窗口期，实际上让我们迎来了前所未有的机遇。首先，我们如果是回顾在PC以及智能手机时代，我们这次有什么不同？这次是说智能汽车、电动车革命的一开始，其实中国在整个的消费、在产品、在整个的市场就领先了全球。这样的一个产业的指引，让创新的发源地会在中国发生。
毫无疑问，中国的消费者对智能汽车的科技的、技术的拥抱，也是前所未有的。这样让我们在这样的应用场景里面可以去迭代我们的技术。因为我们很重要的一个观点认为，真正有市场竞争力的技术，它不仅仅是在实验室里面研发出来的，它实际上是在用户的体验中、反馈中打磨出来的。所以对于我们来说，这是一个很重要的认知。
比如我们讲操作系统，我们讲微软或者讲安卓，它是一个技术的领先吗？我们认为它一开始可能是技术的领先，其实到最后，实际上是应用生态的领先。因为有这么多的用户在全球，有这么多的开发者在全球，基于这样一个数字底座去创新、去开发各种各样的应用软件。
我们单看半导体产业，如果我们说每一个单个的手机它今天这样的一个芯片大概几十美金，现在大概十几亿的手机每年的销量，就这样已经促生了整个半导体领域最大的产业就是智能手机的芯片。如果我们问今天台积电的第一大产能用在哪一个垂直领域？一定是智能手机。
如果我们看未来2030年，每一辆单车的半导体的规模以及整个智能汽车的渗透率，毫无疑问，2030年半导体的第一大垂直应用领域会是智能汽车。所以这样一个产业的变革，一定会催生新的科技的玩家跟主导者。
我们国家政府从政策层面其实已经关注到这一点，从苗部长昨天的发言，包括在2020年还在疫情的年初，几个部委发布的智能汽车创新发展战略，其实已经反复强调了智能操作系统、车规级芯片、智能计算平台，在国家科技创新战略里面的重要性。
我们再回顾一下三代智能终端，非常精彩的科技故事。从PC时代到智能手机时代，我们都观察到一个现象，中国的企业家在面向消费者的终端产品的创新以及品牌的竞争力的打造，其实到最后都赢得很精彩。无论说在PC时代的联想，在手机时代的华为、小米、OPPO、VIVO。同样的，在智能汽车时代，可以说这场战役一开打，我们就已经呈现这样的事态，比如说在智能手机时代，IOS、安卓、ARM，我们毫无存在感。在智能汽车第三代终端，我们能不能够给出一个不一样的答案，就是说我们中国的科技公司，在智能芯片跟操作系统能不能够有所作为。这个是地平线需要去回答的，也是中国很多科技公司需要去回答的一个问题。
同样我们看到挑战跟机遇并存，今天中国已经成为智能电动汽车全球最活跃的市场，同时它也是全球的科技公司竞争的一个最激烈的角斗场。我举一个例子，无论是英伟达还是Mobileye，还是高通，包括地平线，我们最先进的智能驾驶的芯片，它的首发量产不是日本的汽车公司，也不是德国的汽车公司，都是中国的自主品牌。这样的例子可以举很多，可以说中国现在成为创新的一个策源地，所以地平线我们认为我们是主场作战，但是我们在中国市场其实面临的是国际竞争，所以也是有压力的。
可以说地平线从2019年开始到2020年到2021年，我们保持了每年推出一代高性能自动驾驶芯片的这样一个节奏，从征程2到征程3到征程5，它的算力不断推升，每一代芯片都很快的成功的量产。
那么这里话我也提及一下我们跟理想汽车非常成功的一个合作。其中我觉得最核心的一点是什么？是说在创新的时代，开放和协同始终是最重要。比如说无论是理想汽车打造了业界最强的AEB，或是以最快的时间自主开发全栈的NOA功能，以及实现世界上第一个基于 8 兆摄像头的高等级辅助驾驶方案。但是其实更为特殊的是说我们双方在一起合作的时候，实际上是在 2020 年的年底。可是理想汽车在 2021 年的 5 月 25 号就已经量产，也就是七八个月的时间从项目启动到量产，这个实际上是创造了一个世界级的纪录。
那这个记录的背后是什么呢？是我们认为的一个重要的观点，就是在创新的时代，速度极端重要，同时要开放协同，就要把中间的边界打开。不要老想着你的这个是我的，然后的话藏着掖着，使得整个的这个创新的这种效率变低。同时的话我觉得李想同学昨天下午提出这个去开源理想汽车开发的这个 aeb 算法，让促进整个行业的一个技术的创新，而不是说把一个宝贝自个掖着。我认为这个是一个非常高的一个格局，也是中国新一代的这个创新的科技企业应该有的这种姿势，后面的话我觉得我还会提。
地平线在去年我们交付了100万片征程芯片，车规级芯片的出货。到今天我们已经跟中国几乎所有的最大规模的主机厂有量产的合作，目前有40多个量产的车型已经交付或正在交付的过程中。更重要的是什么呢？因为芯片在整个信息产业的生态里面，它扮演的是最上游的角色，所以它天然的是一个生态的参与者，所以地平线今天跟我们的传感器厂商、跟我们的tier1厂商，跟各种各样的软件厂商、智能驾驶的技术的提供商广泛合作。我们今天跟上百家合作伙伴都在量产项目上面合作。这是打造信息产业时代的生态。
去年我们推出征程5的芯片，是一个大算力的超过100T以上的计算的高等级自动驾驶的芯片，它主要去对标的就是英伟达的Orin这样的高等级自动驾驶的市场。
2016年，地平线提出“AI计算新的摩尔定律”
地平线贝叶斯BPU架构拥有多项突破性核心技术，专为高等级自动驾驶而生
征程5和对标芯片在一些典型神经网络上性能比较：更高AI性能和能效
地平线作为一个新晋的玩家，作为一个中国的创新企业，我们怎么去独特地去思考，而不是去随大流地去思考，在今天这个后摩尔定律时代，我们怎么创新。当别人都讲算力比拼多少 T 的时候，那我们要去思考我们独特的创新差异化的打法，这个就是我们提出来的这个 AI 时代的新摩尔定律。
我们认为在整个的物理的摩尔定律在趋缓的情况下面，我们不能够再依靠去提升晶体管的密度，去继续提升计算性能。在人工智能时代，我们提出一个新的标准，说以其算力大不如算得快。那么也就是说我跑这样的神经网络的算法，我能不能在单位时间、单位成本里面去算更多的数据？我们认为在大数据时代，在人工智能时代，这个应该是我要去优化的指标。然后我们把这样的一个优化指标的话分解成三个因素。
第一个因素是峰值的算力，峰值算力其实就是旧摩尔定律时代大家不断去提的峰值的 tops 。但是大家可以看到 tops 并不是这里面唯一的指标，因为他还关心说我有这么多算力资源，我到底能够有效地利用里面的百分之多少。那么这个东西其实取决于我们创新的架构设计，取决于我们的操作系统、我们的编译器、我们的动态运行库。
那其次还有第三个指标，是人工智能的软件算法，这些年它的架构不停地在演变。可以说在未来的 20 年，我们还可以看到人工智能的软件的算法的理论会持续地去发生很大的这种变化。那么意味着说我们怎么样让我们的芯片架构能够去适应变化中演化中创新的软件算法。
所以把这三个指标放在一起，我们认为是导致在人工智能时代的这个摩尔定律。
那么无独有偶，在 2020 年这个科学杂志发表麻省理工学院学者的这样一篇论文，他们其实有个观点说在后摩尔定律时代，在整个计算的顶层设计还有巨大的空间去提升计算性能。那这个篇文章里面讲到，说在计算的底层的 bottom 实际上就是传统的这个摩尔定律，靠提升晶体管的密度跟先进的制程去提升计算性能。但是这个条路已经走到头了，我们现在已经到了这个 5 纳米 3 纳米，难道你还能说逼近原子的尺度 0.1 纳米吗？这是不可能的。
那么怎么去提升呢？在的 top 就是在计算的顶层证明，包括基础软件。其实就是操作系统，包括软件算法创新，还有包括创新的硬件架构。他们这个后摩尔定律时代计算性能提升的观点跟我们在 2016 年提出来的人工智能计算的新摩尔定律可以说是如出一辙。
那么针对这样的一个创新的指导思想，我们去设计高性能的自动驾驶的处理器的架构，我们叫 BPU （brain processing unit）。
这里面我们采用了大量的创新型的先进技术，包括高性能低延迟的数据的并发的处理技术，包括我们用脉动阵列去提高它的并行的速度，包括我们用进程计算使得存储跟计算，让它不再是那么的泾渭分明，而是紧密地结合在一起。因为我们意识到当大数据的处理的时候，实际上数据的 IO （访问跟传输）产生的这个能耗有可能这比这个计算还要大。所以我们要让这个存储跟计算在一起。此外还有包括稀疏化等等的这种优化跟处理。
我们基于新的摩尔定律去设计的这个比如说我们征程 5 的芯片，跟现在英伟达的旗舰级的 Orin-X 芯片去比较的话，我们会发现说尽管我们只用一半的芯片面积，一半的计算资源，但是我们在用先进的神经网络来做计算的时候，能够得到相当高的计算性能。尤其是在更先进的神经网络。比如说我们看上面的柱状图，我们可以看到从这个 vgg 到 resnet 到更新的 efficientnet， 是整个人工智能行业在过去的5到 6 年的时间里面不断推出更先进的网络。我们发现地平线的芯片架构，对越先进的神经网络，我们的加速性能越高。同时我们也发现我们往往用更低的功耗去完成更多的数据的计算。那如如果我们除以单位功耗的话，我们往往能够发现我们跟英伟达的这个计算效率的话是两倍到三倍的这样的一个提升。
那么这个对于自动驾驶是非常重要的。为什么呢？因为自动驾驶它不像是数据中心，有无限的这个能源的供给，并且有非常好的这样的散热的冷却的系统。那么在四个轮子上面的话，实际上它的工况是非常恶劣的，所以对于低功耗的高效计算非常重要。
历史上多次出现芯片架构与OS的紧密结盟。软硬高度协同，实现计算性能最大化，但往往软件难以适配多个芯片架构
地平线推出结合征程5芯片的开源OS - TogetherOS，携手合作伙伴共建车载OS基座，助力行业构建车载OS生态系统
面向智能汽车的技术，开放赋能客户开发差异化解决方案
前面讲的是我们创新的芯片架构设计，那我们从芯片到 OS 这里我们要去关注一点就是，在历史上，芯片跟 OS 其实从来不分。那我这里边也摘抄一下昨天苗部长也提到的，习总书记的这样的一段话，他也说了一个很有意思的一个观察。习总书记说，美国有个所谓的文泰来联盟，微软的视窗操作系统，只配对英特尔的芯片。其实这是一个非常细致的观察，很多人都没有注意到为什么两家商业公司要组成这种排他性的联盟，这个是非常的违反商业规律的，因为任何一个商业公司都不想被另外一家公司所绑架，他希望有更多的选择。为什么这两家公司要这样的一对一的结成这种联盟？
可是我们实际上发现这个还不是一个偶然的现象，在整个信息产业的历史上面，我们看就凡是最成功的最有广泛生态的操作系统，它往往选择一家芯片架构做紧密的联盟。比如说 Windows 跟 intel 就是著名的就是刚才习总书记讲的文泰来，Wintel 联盟。包括在智能手机时代的 AA ——安卓跟ARM之间的联盟，包括我们在人工智能时代，英伟达自己的操作系统 CUDA 跟英伟达自己的 GPU 架构的耦合。
那为什么会这样？其实昨天苗部长也讲到了，说你在安卓上面开发的一个输入法，如果要移植到这个鸿蒙系统上面的话，你就发现主要是因为只有软件跟硬件的高度协同才能导致计算高效，那么也就意味着这个软件在一个芯片架构上面优化得很好的时候，它很难迁移到另外一个芯片架构上，所以这是信息产业软件硬件发展的规律。
那我们想，如果我们要把地平线的征程芯片打造成中国自动驾驶芯片的这样一个底座，那么我们是不是要对它配一个操作系统，所以这是一个很自然的这么样的一个思考。
所以地平线在去年也对外去推介提出我们要打造开源的实时操作系统，我们叫 TogetherOS。 那么 Together OS 其实从它的名字顾名思义，我们就认为操作系统从一开始就是应该开放，从一开始就应该是开源的，从一开始就是应该大家一起参与的。所以我们现在也联合了国内很多的主机厂在一起起的话呢去联合的开发。同时我们也抛出一个观点，我们认为操作系统是不应该挣钱的，它就是应该作为一个公共的技术资源，大家一起携手去推进、打造这样的一个操作系统的生态。
这样一来，在地平线的征程芯片之上，我们支持了现在主流的 Linux QNX，安卓，阿里 OS，包括鸿蒙等主流的操作系统。但同时我们也专为智能汽车去打造一个开放开源的大家广泛参与的这样的不带商业目的 TogetherOS。在TogetherOS 之上，去支持各种各样的应用软件，同时我们也提供各种开发工具、工具链以及在云端的训练，包括数据管理及仿真平台。再上面就是面向智能驾驶、智能交互、整车娱乐和导航等，去建设各种各样的解决方案。
当前商业模式，以芯片+算法+工具链+开发平台为核心，开放赋能，支持合作伙伴开发有竞争力的智能驾驶解决方案。
未来商业模式将进一步开放，地平线将向部分整车厂开放BPU IP授权，推动汽车芯片产业跃迁。帮助车企自主设计开发芯片，提升差异化竞争力，在加快芯片研发速度的同时大幅降低研发投入。
当前，地平线开放共赢的商业模式详细描述有三：
一是提供BPU和SoC级别征程芯片以及操作系统OS，帮助车企完成自动驾驶软硬件系统开发；
二是提供BPU和SoC级别芯片，整车厂采用自研操作系统开发自动驾驶软硬件系统；
三是提供BPU IP，支持车企实现SoC自研并采用自研操作系统和自动驾驶软硬件系统实现整车开发。在此模式下，整车开发将实现从芯片到操作系统、再到自动驾驶的软硬件系统的高度协同，极大提升迭代速度。
不同开放模式下，主机厂皆掌握创新的协同性，主动性和领先性。
计算架构IP授权模式也将加速芯片产业发展。依托ARM IP授权和生态，芯片平均设计开发成本降低50%，赋能芯片设计公司蓬勃发展。ARM独创的IP授权商业模式促进芯片产业爆发式发展，从移动物联网时代迈向更广泛的应用场景。
地平线致力于打造智能汽车时代的”Wintel"和“AA”——“Window+Intel”，“ARM+Android”，与合作伙伴征程与共，一路同行，拥抱价值共创、繁荣普惠的行业未来。
我们还在进一步想，这样做得还不够，因为我们作为在这个科技时代的新一代创业者，一定要去把开放这件事情去不断地推进，我也特别地赞同李想昨天提出来的，把理想自研的AEB量产级算法去开源出来，去推进整个行业的这个进步。我们也在进一步地思考能不能做得更加的开放。
那么这个是我们现在的这个商业模式，基于我们的芯片，那上面开源的操作系统，然后在上面的话各种各样的这种应用软件。
那么我们是不是也可以去支持我们的一些整车厂，他的自主开发，去开发他的差异化核心的自动驾驶芯片？那么我们去提供背后的、地平线不断积累沉淀出的这个bpu架构，就有点像今天的 arm 的这种模式，我们认为 arm 是一个很值得学习的公司，它实际上推进了在物联网时代跟在智能手机时代全球的一个产业创新和进步。
那么在这样的模式下，我们提供一个 BPU的 IP 授权，以及整个BPU 这样的一个软件的支持包以及参考设计、芯片的参考设计等，以及各种技术支持。支持我们的一部分的主机去开发自己自研的芯片，当然我们也同时提供地平线自己的征程芯片，因为并不是所有的主机厂都应该去开发自己的芯片。那么这个BPU IP授权带来的好处当然就是提升主机厂的差异化竞争力，加快他们研发创新的速度。
那么这个里面的话，我就把芯片公司跟主机厂的一个合作的模式，我做一个形象化的这种总结。
那如果看第一行的话，我们认为是叫 Mobileye 模式。这种模式下，在智能驾驶这个领域，Mobileye把芯片架构、芯片以及操作系统，还有智能驾驶的软硬件系统，全部开发完了以后，然后交付给整车厂。那么也就是说车厂的整车开发就完全没有参与自动驾驶技术的开发过程，那么就是一个黑盒系统，在过去的 20 年的时间里，这个模式是成功的。因为那个时候智能驾驶并不是像今天这样是你追我赶、百柯争流的一个创新趋势。但今天这种协同方式显然是不够的。为什么？我们只要把前面比如说 BPU SOC 操作系统、自动驾驶的软件系统所需要的时间，加上交付到整车开发后所需要的时间，这样整体的创新周期会需要6到7年的时间，所以这样的主机厂它一定是落后于其他的主机厂在这种创新的这个速度上面的。
第二行是英伟达模式，英伟达把他的GPU架构开发成芯片，然后他自己包上他自己的操作系统 CUDA, 然后去让业界开发这个自动驾驶的软硬件系统。那这个时候，其实整车开发是参与了自动驾驶的开发过程，甚至是主导。这种模式下自动驾驶的这个创新实际上是跟整车开发是一起的，这样的话就有了更强的这种创新的协同。
我们把第三行叫做 Together OS 模式，也就是说我们把 BPU 跟 SOC 这样的一个芯片开发完了以后，它中间的底层软件通过开源OS协同开放的模式跟整车就在一起。那么这样的话整车开发不光包括整个自动驾驶的应用软件，而是也深入到这个操作系统的底层，能够更高效地去调用这个操作系统之下的各种资源。以我们跟理想汽车举例来说，为什么在开发的过程中，量产的协同速度能那么快，其实是因为我们以一个非常接近这种模式的方式在开发。
最后，第四行就是BPU授权模式。 bpu 授权模式意味着什么呢？整个整车开发可以完全的跟从芯片到操作系统、到整个自动驾驶的软硬件系统，实现高度的协同，然后完全的透明。那么对于整车的迭代的速度，会以这种特斯拉的这种迭代速度。大家其实可能意识到这一点，就是特斯拉的话实际上是这些事情都在做的。所以说我们认为一定会有一些玩家他其实追求这样的一个迭代的速度，因为我们认为就到智能汽车的这个时代，它整个用户的这个体验的逻辑跟以前传统燃油车时代迭代的这个逻辑不一样了。以前的话是面向供应链优化流程导向的这样的一个形态，现在的话会变成越来越像手机这样的海鲜市场。那么意味着如果你能像苹果这样的话，领先你的竞争对手哪怕 6 个月，而且你持续领先你就赢了。所以我们认为在智能汽车时代的话，其实打造更加的开放的这么一个创新生态是非常的重要。
那顺便我也举一个ARM的例子， ARM实际上是一个非常值得学习榜样，因为她们走出了和传统的芯片公司不一样的路线，去开放自己的这个芯片的架构授权，加速了整个产业迭代速度、缩短了迭代周期、降低了研发成本，让专业的人干专业的事情。那么到最后，实际上早就了今天无论是说 ARM 加安卓在智能手机的繁荣的生态，也包括今天整个物联网的创新生态。
所以这是我最后一页 PPT ，就是讲这个地平线的一个思考。在 PC 时代，我们有 intel 有 Windows ，在智能手机时代，我们有ARM有安卓。那么我们在智能汽车时代是不是可以去打造一个 Journey Together 的一个开放开源的创新生态，这个就是我们对于这个在智能汽车时代的这个数字底座这样的一个思考。好，谢谢大家。
