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Tesla ha introdotto per la prima volta Autopilot alla fine del 2014 e da allora ha spinto i confini della tecnologia di guida autonoma. Mentre i nuovi veicoli Tesla sono dotati di tecnologie di sicurezza di base, il pilota automatico, in particolare l'opzione Full Self-Driving, reintrodotta all'inizio del 2019, è il punto in cui entrano in gioco le autentiche qualità di guida autonoma.
Hardware 3 è il pilota automatico e il computer Full Self-Driving (FSD) di nuova generazione di Tesla.
In questo articolo, daremo un'occhiata più da vicino al chip Tesla FSD, noto anche come Hardware 3, e a cosa aspettarci da Hardware 4. Questo post potrebbe essere tecnico, ma farò del mio meglio per chiarire gli elementi principali in un inglese semplice.
Dettagli tecnici dell'hardware – 3
Per cominciare, possiamo vedere un'ampia rappresentazione del consiglio. La scheda fornisce una ridondanza perfetta, il che significa che qualsiasi sistema su di essa può guastarsi e il computer continuerà a funzionare normalmente.
Tutte le telecamere sono collegate alla scheda sul lato destro e l'alimentatore, così come le varie connessioni di ingresso e uscita, sono collegate alla scheda sul lato sinistro. Tesla ha utilizzato due chip al centro del tabellone.
Tesla utilizza due chip per la ridondanza e per fare un riferimento incrociato dei risultati, piuttosto che per aumentare le prestazioni. Il sistema operativo è memorizzato su chip di memoria flash sotto la CPU e leggermente a sinistra delle CPU.
La dimensione di ogni chip è sconosciuta in questo momento, tuttavia, dato che ora è disponibile una scheda micro-SD con una capacità di 500 GB, potrebbe essere piuttosto enorme. Sul lato sinistro e destro di ciascuna CPU, ci sono quattro chip LPDDR4.
Poiché i chip sono prodotti da Samsung, alcune persone hanno ipotizzato che anche la RAM sia prodotta da Samsung, il che è falso.
Tesla ha scelto Micron rispetto a Samsung perché la sua RAM LPDDR4 ha una frequenza di clock superiore, 2133 Mhz, rispetto a 1600 Mhz di Samsung. LPDDR4 è la variante a basso consumo di DDR4, ora utilizzata nei computer desktop e laptop. LPDDR4 è un po' più lento di DDR4, anche se a seconda del tipo può superare DDR3 in situazioni specifiche. LPDDR4 è anche il tipo di memoria che si trova negli smartphone di oggi.
Sistema completo su un chip-(SoC)
Diamo un'occhiata a un SoC (System-on-a-chip) completo. Tesla ha stipato una CPU, una scheda grafica, un processore neurale e molti altri componenti in un unico chip. Tesla spiega l'intero processo tracciando i dati dalle telecamere.
Innanzitutto, i dati vengono immessi a una velocità massima di 2.5 miliardi di pixel al secondo, che equivale all'incirca a 21 display Full HD 1080p a 60 fotogrammi al secondo. Si tratta di molti più dati rispetto a quelli forniti dai sensori già posizionati.
Questo va poi nella DRAM che abbiamo trattato in precedenza, che è uno dei colli di bottiglia iniziali e significativi del chip perché è il componente più lento. I dati vengono quindi inviati al chip ed elaborati da un processore di segnali di immagine in grado di elaborare un miliardo di pixel al secondo (circa 8 schermi Full HD 1080p a 60 fotogrammi al secondo).
Questa sezione del chip converte i dati RGB grezzi dai sensori della fotocamera in dati utilizzabili, oltre a migliorare il tono e ridurre il rumore. Il rete neurale processore, o NPU, è quindi la porzione più affascinante dell'intero semiconduttore. I dati vengono salvati nell'array SRAM come fase iniziale della procedura.
Per ospitare i due processori di rete neurale, il processore di rete neurale di Tesla ha un totale sorprendente di 64 MB di SRAM, che è suddivisa in due segmenti di SRAM da 32 MB. Tesla considera la sua enorme capacità SRAM uno dei vantaggi più significativi che ha rispetto a qualsiasi altro tipo di chip che avrebbe potuto utilizzare.
Poiché i fotogrammi non sono JPEG di bassa qualità, ma enormi fotogrammi lossless migliorati, questa può essere una capacità sufficiente per archiviare, eseguire il rendering ed elaborare un singolo fotogramma da tutte le fotocamere e gli ingressi dei sensori insieme.
I dati viaggiano attraverso i principali corridoi/corridoi del chip, noti anche come "Network on a Chip" o NOC, e poi la DRAM LPDDR4, che ha una larghezza di banda di 68 gigabyte al secondo e viene utilizzata per archiviare i dati.
Un processore di rete neurale è uno strumento fantastico. Sebbene una grande quantità di dati lo attraversi, alcuni dei lavori di calcolo devono ancora essere modificati per essere eseguiti su un processore di rete neurale o sono incompatibili con uno. Qui è dove l'unità di elaborazione grafica (GPU) entra nell'immagine.
La GPU di questo chip ha prestazioni mediocri (secondo Tesla), funziona a 1GHz e può gestire 600 GFLOPS. Secondo Tesla, la GPU viene ora utilizzata per condurre varie attività di post-elaborazione, che potrebbero comportare la generazione di immagini e filmati leggibili dall'uomo.
La CPU esegue anche alcune attività di elaborazione generiche non adatte al processore neurale. Secondo Tesla, il chip contiene 12 CPU ARM Cortex A72 a 64 bit che funzionano a 2.2 GHz. Tuttavia, una definizione più vera sarebbe che contiene tre CPU a 4 core. Tuttavia, la decisione di Tesla di utilizzare l'architettura Cortex A72 di ARM lascia perplessi.
Elon Musk e il suo team lo hanno spiegato affermando che questo era ciò che avevano quando hanno iniziato a progettare il chip due anni fa. Forse l'inclusione di tre CPU più vecchie invece di una o due nuove o più potenti era una misura di riduzione dei costi per Tesla, il che avrebbe senso se le prestazioni multithread fossero più importanti per loro rispetto alle prestazioni single-task.
Il multithreading normalmente richiede un po' più di sforzo di programmazione per dividere in modo appropriato i lavori, ma ehi, questa è Tesla, quindi probabilmente è un gioco da ragazzi per loro. In ogni caso, le prestazioni della CPU di questo chip sono 2.5 volte migliori rispetto alla precedente versione HW2 di Tesla.
Cosa aspettarsi da Tesla Hardware 4?
Tutto ciò che sappiamo per ora è che sarà orientato a migliorare la sicurezza. L'unica cosa che ci dice davvero è che non si concentrerà sull'insegnamento di nuovi trucchi a una vecchia automobile, ma non esclude la possibilità che lo farà.
Ecco un elenco di possibili aggiornamenti e upgrade HW4, ordinati dal più probabile al più speculativo:
- Molto probabilmente Tesla utilizzerà una versione della CPU più recente, che molto probabilmente sarà il Cortex A75, a seconda di quando Tesla ha iniziato a costruire l'architettura. La capacità di elaborazione avanzata consente a Tesla di risparmiare energia e spazio sul chip, consentendo l'aggiunta di ulteriori componenti cruciali.
- Con ancora più SRAM, le unità di elaborazione neurale sono state aggiornate.
- Tesla potrebbe passare a LPDDR5, il che comporterebbe velocità significativamente più elevate e un consumo energetico inferiore. Tuttavia, se il chip HW4 è ancora in fase di sviluppo o per risparmiare denaro, Tesla potrebbe scegliere LPDDR4X. LPDDR4X consente di risparmiare elettricità utilizzando una tensione più bassa, anche se potrebbe comunque comportare un miglioramento delle prestazioni se vengono utilizzati numerosi chip in parallelo.
- A seconda che la capacità di elaborazione del chip sia in grado di gestire la piena risoluzione e il frame rate di cui sono capaci le telecamere, l'HW4 di Tesla potrebbe avere telecamere e sensori aggiuntivi con una risoluzione migliore e forse anche un frame rate più elevato.
- Un migliore processore del segnale di immagine (ISP). Tesla mirava a rendere il proprio chip il più economico e potente possibile. Ecco perché c'è un grande divario in HW3 tra ciò che l'input del chip può fare e ciò che l'ISP può gestire, rendendo necessaria la necessità di un ISP più robusto o secondario, a seconda che l'opzione richieda meno energia, meno spazio o costi meno.
Conclusione
Il computer HW3 di Tesla è un mostro. Può gestire sette volte il numero di frame e ha sette volte le dimensioni delle reti neurali. Infine, Tesla ha creato un processore forte e potente in grado di svolgere un'ampia gamma di attività.
Il 2022 dovrebbe essere un anno intrigante per Autopilota Tesla Funzionalità di guida autonoma complete, con hardware su misura potente e software AI specializzato da abbinare.
Sono quasi a metà del ciclo di sviluppo quadriennale di Hardware 4, che dovrebbe essere completato alla fine del 2022 e sarà incorporato nel Cybertruck.
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