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吉利国内首发7nm高端车规芯片！性能直逼高通8155
2021-12-15 09:41:00
汽车智能化的演进，催生了车规级芯片的黄金赛道。目前汽车芯片领域主要由高通、英特尔、瑞萨、ST等国际知名大厂占据主导地位。烽烟四起的车规芯片赛道吸引了吉利汽车入场，与车规芯片头部企业来个正面交锋。
图源：芯擎科技
12月10日，吉利正式对外宣布旗下芯擎科技7nm车规级座舱芯片正式面世，芯片代号为“龍鹰一号”，是国内首款自研的7nm制程的车规级芯片。
吉利打造性能“怪兽”，对标高通8155？
据介绍，“龍鹰一号”从开发到流片仅用了不到3年的时间，在芯片工艺方面采用了业界领先的7nm工艺，CPU方面采用了4+4的8核设计，集成了4个Cortex-A76主CPU和4个Cortex-A55辅助CPU，主频最高可达2.4GHz，CPU最高算力可达90K DMIPS。同时还配备了算力为900GFLOPS的14核GPU，通过高性能的CPU内核与多内核的GPU，实现整数和浮点运算的能力，增强在相同时间下数据处理的时效性，进而提升应用操作的流畅性。
对比高通8155：高通8155采用了7nm FINFET工艺，CPU内核为1+3+4模式的8个Kryo 485内核，CPU工作频率分别为2.96GHz+2.42GHz+1.8GHz，CPU最高算力为105K DMIP，高出“龍鹰一号”17%。GPU采用的是Adreno 640，算力为1TFLOPS，高出“龍鹰一号”25%。
片上集成高性能的嵌入式神经网络处理器（NPU），算力高达8TOPS。NPU的优势在于可同时进行多个并行线程，可快速处理人工智能语音、手势、视觉交互等需要进行深度学习的任务，释放CPU紧张的算力，实现更高效的人机交互体验。
对比高通8155：高通8155的AI算力为8TOPS，低于“龍鹰一号”12.5%。
同时，为满足车规级应用的要求，芯擎科技对“龍鹰一号”的生产严格把关，各项条件均符合AEC-Q100GRADW 3标准，在安全方面还加入了ASIL-D标准的安全岛设计，内置独立的信息安全岛，为芯片提供了高性能的加、解密引擎，支持SM2、SM3、SM4等国密算法，还保证了终端应用在线升级的安全性。
在图像处理方面、娱乐影音方面，“龍鹰一号”内置了一个每秒可以处理1.6亿像素等级的高性能ISP，可满足汽车智能化演进带来的自动驾驶和辅助驾驶功能的图像处理能力需求，同时还能对4K 60Hz的视频进项编解码操作。芯片还集成了音视频解码器，支持HiFi 5音频和7块分辨率最高为4K，刷新率为60GHz的显示屏驱动，为消费者提供更优势音视频娱乐体验。
对比高通8155：高通8155最高支持同时驱动8块显示器，但在驱动4K分辨率的显示器时只能同时驱动三块显示器，与“龍鹰一号”同时驱动7块4K显示器相比略逊一筹。
通过以上各项重要参数的对比发现这枚国产的7nm芯片在CPU、GPU算力上与高通8155相差不大，在AI算力和芯片拓展方面略胜高通8155一筹，总得来说这两款芯片性能旗鼓相当。
图源：芯擎科技
最值得一提的是这枚芯片的制程，7nm制程意在对标“顶流”选手高通已是无可厚非的事情了，7nm工艺与10nm工艺相比，在同等功耗下7nm芯片性能提升30%至40%，或是功耗可以降低6至7成。据吉利官方介绍，这款芯片面积仅为83mm2，芯片内堆叠了87层电路，同时还集成了88亿颗晶体管。与苹果此前推出的手机处理器芯片A13 Bionic相比，虽然芯片制程同为7nm，但A13 Bionic芯片面积为98.5mm2，晶体管数量也仅有85亿颗，不难看出“龍鹰一号”的晶体管密度更高，也为芯片的设计与生产带来了很大的挑战。
能够顺利生产才是“王道”
设计与生产是相辅相成的，芯片的顺利推出与这二者缺一不可。继“后海思时代”以来国内越来越多高新技术企业被列入黑名单，禁止芯片代工厂代工。在“龍鹰一号”中，芯擎科技扮演的是芯片设计的角色，并不具备芯片生产的能力，因此“龍鹰一号”能否顺利量产，哪家企业为其代工成为了很多人关心的话题。
其实在今年10月，芯擎科技就官宣了“龍鹰一号”成功流片的消息，并且该芯片在芯擎科技实验室被成功点亮。据芯擎科技CEO汪凯表示，“龍鹰一号”将会交由台积电进行生产，同时也是国内唯一一家能够使用台积电7nm晶圆产线的汽车芯片企业。样品成功流片和高水平的代工工厂为“龍鹰一号”的量产打下了坚实的基础。
虽然芯片已经成功流片，芯擎科技还将持续对“龍鹰一号”的安全性、稳定性和性能进行验证与优化，实现精益求精。按计划“龍鹰一号”将于明年Q3实现量产，并且会于明年年底实现批量装车，首批上车车型已确定是吉利旗下的一款车型，在不久的未来，“龍鹰一号”还将会搭载在吉利旗下子品牌的领克车型中。
结语
在很多电子设备中，能为用户带来极致使用体验的关键因素就是芯片，“龍鹰一号”先进的工艺以及较高的CPU算力，在实际应用中会带来更出色的表现，进一步提升了用户的驾驶体验。
成功流片的“龍鹰一号”彻底激发了吉利在汽车芯片领域的野心，吉利CEO淦家阅表示，到2025年吉利将会推出更高工艺的5nm的车载一体化超算平台芯片，以及算力高达256 TOPS的自动驾驶芯片，以此满足未来汽车智能化发展对高算力汽车芯片的市场需求。
图源：芯擎科技
12月10日，吉利正式对外宣布旗下芯擎科技7nm车规级座舱芯片正式面世，芯片代号为“龍鹰一号”，是国内首款自研的7nm制程的车规级芯片。
吉利打造性能“怪兽”，对标高通8155？
据介绍，“龍鹰一号”从开发到流片仅用了不到3年的时间，在芯片工艺方面采用了业界领先的7nm工艺，CPU方面采用了4+4的8核设计，集成了4个Cortex-A76主CPU和4个Cortex-A55辅助CPU，主频最高可达2.4GHz，CPU最高算力可达90K DMIPS。同时还配备了算力为900GFLOPS的14核GPU，通过高性能的CPU内核与多内核的GPU，实现整数和浮点运算的能力，增强在相同时间下数据处理的时效性，进而提升应用操作的流畅性。
对比高通8155：高通8155采用了7nm FINFET工艺，CPU内核为1+3+4模式的8个Kryo 485内核，CPU工作频率分别为2.96GHz+2.42GHz+1.8GHz，CPU最高算力为105K DMIP，高出“龍鹰一号”17%。GPU采用的是Adreno 640，算力为1TFLOPS，高出“龍鹰一号”25%。
片上集成高性能的嵌入式神经网络处理器（NPU），算力高达8TOPS。NPU的优势在于可同时进行多个并行线程，可快速处理人工智能语音、手势、视觉交互等需要进行深度学习的任务，释放CPU紧张的算力，实现更高效的人机交互体验。
对比高通8155：高通8155的AI算力为8TOPS，低于“龍鹰一号”12.5%。
同时，为满足车规级应用的要求，芯擎科技对“龍鹰一号”的生产严格把关，各项条件均符合AEC-Q100GRADW 3标准，在安全方面还加入了ASIL-D标准的安全岛设计，内置独立的信息安全岛，为芯片提供了高性能的加、解密引擎，支持SM2、SM3、SM4等国密算法，还保证了终端应用在线升级的安全性。
在图像处理方面、娱乐影音方面，“龍鹰一号”内置了一个每秒可以处理1.6亿像素等级的高性能ISP，可满足汽车智能化演进带来的自动驾驶和辅助驾驶功能的图像处理能力需求，同时还能对4K 60Hz的视频进项编解码操作。芯片还集成了音视频解码器，支持HiFi 5音频和7块分辨率最高为4K，刷新率为60GHz的显示屏驱动，为消费者提供更优势音视频娱乐体验。
对比高通8155：高通8155最高支持同时驱动8块显示器，但在驱动4K分辨率的显示器时只能同时驱动三块显示器，与“龍鹰一号”同时驱动7块4K显示器相比略逊一筹。
通过以上各项重要参数的对比发现这枚国产的7nm芯片在CPU、GPU算力上与高通8155相差不大，在AI算力和芯片拓展方面略胜高通8155一筹，总得来说这两款芯片性能旗鼓相当。
图源：芯擎科技
最值得一提的是这枚芯片的制程，7nm制程意在对标“顶流”选手高通已是无可厚非的事情了，7nm工艺与10nm工艺相比，在同等功耗下7nm芯片性能提升30%至40%，或是功耗可以降低6至7成。据吉利官方介绍，这款芯片面积仅为83mm2，芯片内堆叠了87层电路，同时还集成了88亿颗晶体管。与苹果此前推出的手机处理器芯片A13 Bionic相比，虽然芯片制程同为7nm，但A13 Bionic芯片面积为98.5mm2，晶体管数量也仅有85亿颗，不难看出“龍鹰一号”的晶体管密度更高，也为芯片的设计与生产带来了很大的挑战。
能够顺利生产才是“王道”
设计与生产是相辅相成的，芯片的顺利推出与这二者缺一不可。继“后海思时代”以来国内越来越多高新技术企业被列入黑名单，禁止芯片代工厂代工。在“龍鹰一号”中，芯擎科技扮演的是芯片设计的角色，并不具备芯片生产的能力，因此“龍鹰一号”能否顺利量产，哪家企业为其代工成为了很多人关心的话题。
其实在今年10月，芯擎科技就官宣了“龍鹰一号”成功流片的消息，并且该芯片在芯擎科技实验室被成功点亮。据芯擎科技CEO汪凯表示，“龍鹰一号”将会交由台积电进行生产，同时也是国内唯一一家能够使用台积电7nm晶圆产线的汽车芯片企业。样品成功流片和高水平的代工工厂为“龍鹰一号”的量产打下了坚实的基础。
虽然芯片已经成功流片，芯擎科技还将持续对“龍鹰一号”的安全性、稳定性和性能进行验证与优化，实现精益求精。按计划“龍鹰一号”将于明年Q3实现量产，并且会于明年年底实现批量装车，首批上车车型已确定是吉利旗下的一款车型，在不久的未来，“龍鹰一号”还将会搭载在吉利旗下子品牌的领克车型中。
结语
在很多电子设备中，能为用户带来极致使用体验的关键因素就是芯片，“龍鹰一号”先进的工艺以及较高的CPU算力，在实际应用中会带来更出色的表现，进一步提升了用户的驾驶体验。
成功流片的“龍鹰一号”彻底激发了吉利在汽车芯片领域的野心，吉利CEO淦家阅表示，到2025年吉利将会推出更高工艺的5nm的车载一体化超算平台芯片，以及算力高达256 TOPS的自动驾驶芯片，以此满足未来汽车智能化发展对高算力汽车芯片的市场需求。
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