华为MDC中国的自动驾驶大脑是怎么炼成的

在年4月的上海车展上，华为轮值董事长徐直军道出了华为的汽车战略：「华为不造车，帮助车厂造好车，致力于成为面向智能网联汽车的增量部件供应商。」年5月29日，任正非签发组织变动文件，华为正式成立智能汽车解决方案事业部（以下简称CarBU），并任命此前华为无线网络业务部和日本运营商业务部总裁王军为CarBU总裁，直接向任正非汇报。华为CarBU隶属于ICT管理委员会管理，与华为四大BG（运营商BG、企业BG、消费者BG和CloudAIBG）同为一级部门，足见华为内部对汽车业务的重视。通过在不同场合的对外阐述，华为车BU的业务组合也逐渐清晰起来，完整包含了智能电动、智能驾驶、智能座舱、智能网联以及云服务几大板块。在备受瞩目的智能驾驶业务板块里，其实包含了三大子集：MDC智能驾驶计算平台产品部（芯片、硬件平台、智能驾驶操作系统、工具链）融合传感部门（研发激光雷达、毫米波雷达等）L4级全栈智能驾驶解决方案（ADS）部门（其中高精地图团队大概率在这个序列）其中，华为MDC智能驾驶计算平台是核心产品。ADS方案则以MDC为核心，采用自研的算法，针对中国城区道路、高速道路、市区泊车场景进行优化；同时通过与车企合作伙伴联合建立大规模路测车队，积累路测数据。目前，华为ADS已经与奥迪合作，组建了路测车队。在这样的开发策略下，华为MDC智能驾驶计算平台无疑成为了华为自动驾驶业务板块的拳头产品。1.华为MDC产品部的诞生华为认为，未来每一辆汽车都将是一个装在车轮上的移动数据中心（MobileDataCenter，MDC），要处理海量数据，必然离不开高性能的计算硬件。年初，市面上面向智能驾驶的专用计算平台产品还很少，需求基本上被英伟达、Mobileye这样的企业包圆。特别是对算力有更高要求的高级别自动驾驶研发，英伟达成为了他们的唯一选择。华为正是看准了高性能计算平台的需求不断增长，并且供不应求，内部决定加入赛道。大约在年3月份，华为内部开始组建MDC研发团队。按照华为的惯例，一个全新部门的领导层通常会从内部选拔，而且华为对自动驾驶的所谓明星人才并不感冒，崇尚的是「集体主义」，关心的是团队整体的效能。华为MDC产品部总经理李振亚经过高层考虑，此前担任华为中央硬件部部长，掌管全公司硬件研发的李振亚被选派成为MDC产品部的总经理，内部看重的是他在硬件开发方面近20年的经验。在确立了带头人之后，华为MDC开启了从内部各部门抽调人员以及从外部招人的双线扩张。因为华为MDC在开发之初就确立了全面自研的路线，包括AI芯片、CPU、操作系统、工具链等都要自给自足，所以团队必须从这些方面补齐人才：在AI芯片和CPU方面，华为有海思半导体，所以这部分直接由海思来供给；在操作系统方面，华为实验室下设的中央软件院一直在从事这方面的研究；在硬件集成以及后续的测试验证方面，华为此前就有大型服务器的研发团队，主要集中在杭州，所以MDC直接从杭州的服务器团队调拨了一批人才。与此同时，华为MDC也在外部大规模招聘汽车专业、计算机专业背景的人才，主要职位包括：硬件工程师、测试工程师、基础软件工程师以及工具链开发工程师。通过内部人才打基础、外部人才补强团队，华为MDC产品部如今已经形成了比较全面的团队配置。下设研发部（硬件、软件、工具链、功能与信息安全）以及市场部、营销部、生产制造部等周边支撑部门。目前团队主要分布在杭州、深圳、东莞以及欧洲等地。其中：杭州主要是硬件集成团队；深圳主要是芯片和操作系统团队；东莞更多的是从事工具链开发的团队。在这样一个成熟团队的驱动下，华为MDC正全力向量产进发。2.华为MDC全面自研的实力如前所述，华为从决定研发智能驾驶计算平台的一开始，就确立了全面自研的战略。这既是基于过往的积累，也是外界形势所迫。说到实力，华为或许没有「造车」的基因，但华为一定不缺打造高性能计算硬件的能力；而外界形势方面，中美贸易战的压力、国家安全战略的要求等等，都推动华为MDC走上全面自研的道路。全面自研也是华为MDC提升竞争力的重要手段。在华为看来，一个优秀的智能驾驶计算平台应该是芯片、硬件平台、操作系统、工具链等要素的深度整合集成。因为这样才能使计算平台的性能和可靠性达到最佳状态，同时，客户的开发效率也会更高。那么，这样一个优秀的智能驾驶计算平台到底长什么样？华为在年10月的全连接大会（HuaweiConnect）上给出了答案：MDC。根据华为的描述，MDC集成了华为自研的CPU芯片、AI芯片、ISP芯片与SSD控制芯片，并通过底层的软硬件一体化调优，在时间同步、传感器数据精确处理、多节点实时通信、最小化底噪、低功耗管理、快速安全启动等方面有性能优势。既然是自研，华为必须为MDC准备好各种「配料」。在最为关键的AI芯片方面，华为在年10月的全连接大会上推出了旗下首款主打低功耗的端侧AI芯片「昇腾（Ascend）」。这款AI芯片基于华为自研的达芬奇架构，采用的是12nm工艺制程，最大功耗仅为8W，算力达到16TOPS，其能效比是2TOPS/W，明显优于业界的平均水准。华为MDC上搭载了8颗昇腾，如果两块MDC并联，其最高算力能做到TOPS，功耗为W。在年1月，华为又发布了「鲲鹏」芯片，采用7nm制程工艺，号称是业界算力最高的基于Arm架构的芯片。这颗芯片已经确定会作为华为MDC的主CPU，与昇腾配合起来共同驱动智能驾驶车辆。在如此短的时间里，华为就为MDC平台配齐了CPU+AI芯片，这得益于华为多年来在芯片领域修炼出的实力。芯片被誉为高科技行业皇冠上的「明珠」，是科技行业最基础、最核心的驱动力量。华为对芯片研发的重视，几乎贯穿了整个企业发展史。华为在年就成立了ASIC设计中心，并以此为基础于年成立了芯片研发部（即海思半导体）。即使在华为历史上最困难的时期，华为也没有停止对芯片的研发投入，甚至可以说对芯片的投入是华为研发历史上最重要的支出之一。现在的华为，在芯片领域已经完成了手机芯片、AI芯片、服务器芯片、5G通信芯片和其他专用芯片的「大满贯」。所以，华为做MDC计算平台，完全是一种历史成果的延续，只是应用场景转移到了汽车上而已。在CPU+AI芯片完全有能力自研之后，华为MDC上还有一个很关键的部分就是操作系统。这是一个专用的智能驾驶操作系统，缺少这个操作系统，华为MDC上的CPU+AI芯片的性能就不能完美发挥出来。这个操作系统还要支持所有的车企、Tier1和应用开发商，他们可基于这个操作系统开发各种各样的智能驾驶应用。实际上，华为本身是有操作系统开发经验的，这里就不得不提到华为的「实验室」。「实验室」是华为研究组织的总舵，属于一级部门，下面有中央研究院（包括诺亚方舟、香农等实验室）、中央软件院（包括高斯、欧拉、罗素等实验室）、中央硬件工程院、中央媒体技术院、海思半导体和研发能力中心等二级部门。这个实验室主要从事新理论研究以及华为的基础软件研发（定制的Linux、CPU、编译器、数据库等），研发成果服务于整个集团。华为内部的操作系统研发，基本都是由「实验室」下设的中央软件院来操刀，比如鸿蒙系统就出自这一研究机构。所以，用在华为MDC计算平台上的智能驾驶操作系统也由华为中央软件院负责研发。当然，以往的成就并不意味着华为MDC的全面自研策略在未来必然成功，因为任何一个模块出现问题，就会导致整个计算平台的性能受到影响。华为MDC取胜的关键在于：真正实现该平台内部的高度耦合，同时灵活对接第三方的传感器部件和应用算法等。所以，无论是AI芯片、CPU还是操作系统，每一个环节都不能出现短板。这对华为MDC的挑战是不小的。3.华为MDC走到哪一步了？自年10月发布至今，华为MDC已经走过了一年半的时间，这个计算平台现在的状态成为了很多车企、Tier1以及自动驾驶企业很关心的问题。在产品层面，华为MDC现在有两个版本：MDC和MDC。前者主要针对L4级自动驾驶应用，后者则更加适用于当前比较容易落地的L2+、L3级自动驾驶。因为华为MDC计算平台的「系统架构可伸缩」特性，MDC和MDC之间是可以通过「减配」和「增配」实现平滑转换的。简单来说，高算力的MDC硬件平台可支持限定场景下的自动驾驶，在增加算力和激光雷达后便可支持全场景的自动驾驶；而在减配算力和激光雷达后，也完全能够支持辅助驾驶。而且，华为MDC的电气特性和物理尺寸会保持不变，以方便客户未来汽车架构的平滑演进。也就是说，无论是MDC，还是MDC，亦或是下一代产品，其电气特性和物理尺寸都是一个标准。此外，华为MDC是一个开放的平台，具备组件服务化、接口标准化、开发工具化的特性，基于此平台可快速开发、调测、运行自动驾驶算法与功能。这一点对于很多传感器厂商和算法开发企业非常友好。现阶段，华为MDC用到的CPU和AI芯片都还在不断地进行测试，以期通过车规级验证：整体硬件平台方面经过一年多时间的开发，正在不断走向成熟；配套的操作系统还在开发过程中；相应的开发工具链已经建立起来，但目前使用的流畅度还不够，正在优化。今年2月，华为MDC拿到了ISO功能安全管理认证，这意味其研发体系、生产制造体系、供应体系得到国际权威组织的认可。这是华为MDC的关键进展，也是其拿下各类认证证书的起点。目前，华为MDC正在过各类的质量认证，包括IATF质量管理体系认证、CCEAL通用评估准则、信息安全认证等等，这些认证的试验周期较长，需要3-15个月的时间不等。但通过这些认证，是华为MDC最终上车的必经之路。据知情人士透露，华为MDC的目标是在未来1-2年内通过ISOASIL-D等级的功能安全认证。华为还会在今年下半年发布MDC计算平台的新一代产品，包括硬件和操作系统的更新，据说平台的整体能效比将显著提升。现阶段，华为MDC已经签下了18家客户，包括乘用车、商用车、特种作业车等场景的客户。上汽、吉利、江淮、一汽红旗、东风汽车、苏州金龙、新石器、山东浩睿智能等企业都位列其中。4.华为MDC的对手们目前，市面上存在的华为MDC类似的产品主要包括：英伟达的Pegasus计算平台、采埃孚的ProAI、博世的DASy域控制器、Mobileye的EyeQ以及地平线的Matrix计算平台。这些产品有的是在L2+级自动驾驶领域与其展开博弈，有的是在L4级自动驾驶领域和MDC较量。这些产品之间，比拼的是稳定性、能效比、价格、开发周期的匹配度、后期的服务能力这些因素。在性能和稳定性方面，因为华为MDC是芯片、操作系统、工具链一体化研发，所以其内部是高度耦合的。内部的自成一体有利于其性能的极致发挥，这一点华为MDC相比于同类型产品是有比较优势的。在后期服务能力上，因为华为MDC的本土化研发，借助地利之便，也能更好地与本土客户团队进行沟通协作，完成定制化开发。当然，华为MDC未来如果走出国门，这样的情况就另当别论了。值得一提的是，华为还自研了八爪鱼（Octopus）自动驾驶云平台，能大幅提升训练效率。华为MDC可以与该云平台实现无缝对接，在数据训练、仿真模拟方面实现车云协同。这一点是其他同类产品所不具备的。目前看来，华为MDC最大的劣势就是「时间表」，根据现在诸多车厂、自动驾驶企业的开发规划来看，华为MDC的年的SOP时间点是偏晚的，这在某种程度上丢掉了一些时间窗口。当然，智能驾驶计算平台还没到赢家通吃的阶段，这个市场必将经历一个充分竞争的阶段。MDC只是华为在智能汽车领域庞大野心的一小部分，但确实也是比较核心的产品。正如徐直军在此前媒体访谈时的回应，「华为做事情，首先要把有竞争力的产品做出来，能更满足客户包括功能、性能等各种需求。只要做出产品竞争力，市场规模逐步就出来了，自然而然就能挣钱。」成熟的自动驾驶系统是软件与硬件高度集成的产物，所以我们在重视算法开发的同时，也应该在硬件方向上投入更多。高性能计算平台作为自动驾驶车辆的核心硬件，目前在全球范围内依然是稀缺的，在中国尤其如此。华为在软硬件集成领域累积了丰厚的经验，若未来持续对MDC智能驾驶平台进行投入，华为很有机会在核心供应链层面推动中国自动驾驶的落地进程。

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