过去几年,智能驾驶的竞争焦点悄然发生了变化。
随着城市辅助驾驶(NOA)逐渐普及,技术路线也开始从感知、决策、规划等多个模块分工协作,转向端到端大模型。近期,世界模型等技术又在推动智驾从识别眼前的场景,走向对未来路况的推演。
这意味着,汽车需要处理更多信息,模型要求也在变高。对于芯片来说,挑战随之发生了变化,既要有足够算力承载更复杂的模型,又要尽可能压低计算延迟,还要在有限的供电与散热空间里控制功耗,同时满足汽车对安全性、可靠性和成本的严苛要求。
这几项要求彼此牵制,几乎难以同时成立,Momenta CEO曹旭东把它称为通用芯片的”不可能三角”。
这也是“大模型定义芯片”开始受到关注的原因。10月29日,一家成立三年的中国AI芯片公司XHEART正式发布了面向大模型的 X7 Ultra,交出了前瞻技术洞察下的阶段性成果。
L4智驾究竟需要一颗什么样的芯片?
2022年底,曹旭东就形成了第三个洞察。前两个是用数据驱动解决长尾问题,以及用规模量产获得海量数据。第三个是大模型定义芯片,他的判断是,规模化 L4 需要运行百亿乃至千亿参数的模型,继续依赖通用芯片做适配,很难同时满足算力、功耗、车规可靠性和成本。
彼时,ChatGPT交出大模型的新范式,但车端还没有人敢将百亿参数直接用于乘用车。Momenta却在思考一个更远的问题,如果自动驾驶要从今天的辅助驾驶走向规模化L4,未来的模型会变成什么样?车上的芯片又应该如何变化?
回看半导体行业几十年的发展,英伟达用 CUDA 定义了 AI 的计算方式,多数时候是模型去迁就硬件。但现在,模型团队开始有机会反向输出,对算子、带宽、精度以及延迟的要求,再反向推动芯片团队负责实现。
XHEART新芯航途CEO 李宗霖做了一个比喻,PC刚出现时,主要是由英特尔做CPU,微软做Windows,项目上高度协同,市场上各卖各的。但今天产业价值链上移,模型公司第一次拿到了硬件的定义权,硬件公司也要为软件范式负责。
2023年,新芯航途成立,开始围绕Transformer端到端大模型设计X7系列芯片。几年后,这次技术押注拿出了阶段性的产品成果,XHEART 正式发布了大模型芯片 X7 Ultra,Momenta 则展示了 R7 Ultra 世界模型的最新进展。两家公司回答了同一个问题,当智能驾驶继续向更高阶的L4演进,模型、芯片和整车应该如何更早地协同起来。
一颗芯片的加速度
一颗芯片从实验室到晶圆厂,再到真正上车,通常是数年的长流程。
X7 系列跑出了不寻常的加速度,2023年立项,2026年2月量产,前后不到三年,芯片回片后不到24小时完成点亮,主要数据通路全部打通;第17天,芯片、底层软件与智驾模型实现整车闭环,开始在真实道路上接受白天、夜晚和暴雨的检验。
李宗霖在接受媒体采访时解释,速度的背后是前期大量工作的前置。流片之前,团队就已经与算法合作伙伴Momenta一起,用真实量产大模型进行全芯片仿真验证,各种场景的数据反复跑过,确认软硬件能够顺利集成,才把芯片送去生产。
车企一侧的工作同样前置,芯片还没回来,新芯航途就与车企开始域控设计,提前完成芯片与其他器件的集成验证。”我们只有一次机会,所以会比较谨慎、透明、务实。”李宗霖说。
这也解释了新芯航途过去几年的工作方式和特别之处,它从创立之初,就是从算法适配、硬件协同的角度考虑开发产品。
为什么需要这样做?原因在于,大模型带来的计算压力呈现爆炸式增长。
过去,智能系统通常由多个小模型分工协作,感知、预测、规划各自完成,再通过模块间传递信息。端到端大模型成为主流后,越来越多的计算任务被放进一个规模更大的模型中。信息越多,参数规模更大,计算过程也更加复杂。
这时,芯片的瓶颈不一定在算力。
最容易被忽视的就是数据搬运。计算产生大量数据,如果芯片内部无法高效处理,就只能不断从外部 DDR 读取、写入,再送回计算单元。理论算力再高,也可能因为等待数据而闲置;反复搬运还会额外耗电,加重整车散热负担。
李宗霖在采访中多次强调,芯片设计必须同时考虑计算、存储、带宽和工具链,不能只看 TOPS。针对 Transformer 模型中使用频率较高的求和、转置、Layer Norm 等算子,新芯航途在硬件架构上做了专门优化,尽量缩短数据搬运路径,让部分数据直接在寄存器级别完成处理,减少对外部 DDR 的访问。
这也是新芯航途选择超大核NPU架构的原因,让完整的端到端大模型在一个更大的计算单元内运行,减少跨核搬运。
但代价是更高的设计与实现门槛,对架构、调度、存储和工具链都提出更高要求。李宗霖透露,团队在选型阶段评估过多种方案,每种都要经过性能建模和仿真,再由软硬件团队共同判断。芯片项目越往后越贵,前期判断一旦偏差,纠正成本极大。
X7 Ultra 的答卷
最终10月29日亮相的X7 Ultra,就是“大模型定义芯片”这条技术路线的集中呈现。
该芯片拥有700 TOPS大模型算力。新芯航途公布的测试数据显示,NPU 计算利用率达到 98.7%,在大模型性能相当的条件下,内存带宽消耗较行业旗舰产品下降 80%,能效提升 100%;量化部署后,模型输出与训练后 FP32 浮点模型的相似度保持在 99.99% 以上。
为解决模型装车后精度、响应、功耗与可靠性的平衡,新芯航途把优化范围从单个算子扩展到整个模型网络。通过整网级融合,工具链统一编排不同层、不同分支的计算任务,减少中间结果反复读写外部内存。
软硬共同组织,才可能让芯片性能被充分释放。这也是李宗霖坚持从芯片设计阶段就考虑模型迭代的原因:芯片研发周期远长于算法迭代周期,不能只为今天的模型设计硬件。
当然,这种软硬协同并不意味着商业上的绑定。
李宗霖说,双方合作不涉及芯片架构、设计和商业层面的排他安排。Momenta 是重要的战略合作伙伴,算法团队会在研发早期提供模型趋势、算子需求和实际痛点等输入,但芯片架构、存储带宽、算子设计和工具链仍由新芯航途独立负责。
他再次提到英特尔与微软的关系,双方在产品研发阶段有大量协同,到了商业落地阶段,芯片和软件仍然各自销售。车企最终会决定采用哪家芯片,及哪套算法。
新芯航途真正希望建立的,是面向Transformer端到端大模型的通用适配能力。除了Momenta,基于类似架构的车企自研算法,同样可以在其芯片上进行适配。
到今天,新芯航途商业化成绩已经初步兑现。
截至10月29日,X7系列量产8个月,累计出货超过20万颗,搭载10款量产车型,获得超过40款车型定点。首个客户是上汽大众,后续还包括荣威、名爵等品牌。基于双X7芯片的L3/L4计算平台,也已经获得多个车型项目定点。
对于汽车行业,客户看重的是能否持续交付。李宗霖说,主机厂有一套严谨的方案验证流程,新芯航途不只交付芯片,也提供经过验证的参考设计,并与客户同步硬件性能、稳定性和可靠性测试结果。
回过头来看,2023年XHERAT刚刚创业时,资本市场正处于低谷。算法可以一周出一版,但芯片不行,李宗霖说当时公司只有一次选择的机会,设计、流片、回片、上车,重来的成本以年计。
相较于消费电子芯片,汽车芯片的生命周期更长,功能安全和可靠性要求更高。芯片、底层软件、域控制器和整车系统必须经过反复验证,任何一个环节出现问题,都可能影响项目交付。
今天,20万颗出货和40余款车型定点,是XHERAT一个重要的起点。定点需要转化为量产,量产还需要持续爬坡,最终出货规模能否覆盖长期研发投入,才是芯片公司的经营考题,XHEART已经站在一个好的起点了。
李宗霖表示,芯片行业规模效应明显,必须同时控制芯片成本与运营成本;从创业之初,新芯航途就希望建立财务上的正向循环,目前 X7 系列已能支撑公司健康运转。
产业链的集体下注
产业链伙伴的进入,给了这家公司更多想象空间。就在几天前,新芯航途获得长鑫科技、雷诺集团、奇瑞汽车等产业方参与的战略融资。
李宗霖谈到长鑫时特别提到,SoC与DDR内存是系统方案中的关键器件,两者在性能和成本上的关系会越来越紧密。随着DDR技术演进,芯片与内存之间的协同也会更加重要。双方拥有共同的车企客户,目标是交付经过充分验证、兼顾性能与可靠性的整体方案。
这背后也体现了最新的产业变化。智驾芯片的竞争,正在从单颗芯片的性能竞争,向整个计算系统的协同能力延伸。芯片、内存、算法、软件工具链和整车厂之间的关系越来越紧密。
新芯航途与 Momenta 的合作,正是这种产业分工的一种尝试。算法团队更了解模型未来需要什么,芯片团队把需求转化为硬件架构,车企则用实际车型验证方案能否满足量产要求。
而这套合作模式的下一站,正是L4。曹旭东判断,L3 与 L4 有望在 2028 年迎来引爆点,2030 年走向规模化落地。
基于 X7 Ultra 的支撑,Momenta 即将推出的 R7 Ultra 世界模型,参数规模将扩大 5 至 10 倍,安全性能提升 5 至10 倍以上,推动自动驾驶从理解环境走向推演环境。芯片要承载的不只是更大的模型,还有更复杂的计算任务。
新芯航途已公布下一代 X9 的研发目标:算力 3000 TOPS,单芯片内存带宽 700GB/s,计划于 2027 年推出,面向 L4 自动驾驶和具身智能等端侧物理 AI 场景。
更远一些,新芯航途也在考虑将技术拓展到机器人领域。李宗霖提到,公司已经与一些机器人企业进行项目交流。在他看来,自动驾驶和具身智能的技术底座有相当高的相似性,智驾是起点,机器人是下一站,最终希望走向物理AI的更多场景。
三年前,多数人还在讨论如何让模型适配芯片,新芯航途和 Momenta 选择从模型出发重新设计芯片。如今 X7 系列已经量产,X7 Ultra 把这条路线推向更大的模型。
下一阶段,谁能把模型、芯片和整车组织得更紧,谁才更可能把实验室里的能力,变成规模化落地的产品。
