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Arm重磅发布Zena CSS:为“AI定义汽车”提速,助力新车上市提前一年!

原创
08/26 10:15
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面对AI驱动下日益复杂的汽车电子架构,Arm以计算子系统方案回应行业对高性能、高安全与高效率的迫切需求。近期,Arm宣布推出Arm Zena 计算子系统 (Compute Subsystems, CSS),旨在为下一代AI定义汽车提供预集成、预验证的计算平台。

Arm汽车事业部产品和解决方案副总裁Suraj Gajendra在媒体沟通会上表示,Zena CSS的核心价值在于,为客户提供更快的芯片开发路径,可将开发时间缩短最多12个月,工程资源投入降低20%,并支持软件团队在硬件就绪前基于虚拟平台进行开发,整体助力车厂将新车型上市时间提前至少一年。

从“软件定义”到“AI定义”,Arm为汽车算力铺路

汽车正在从分散的ECU控制走向域控制甚至中央计算架构。AI不仅深入ADAS、座舱交互、车辆控制等核心场景,更在持续重塑整车功能体验。

Suraj Gajendra指出,过去五年,基于Arm架构的汽车芯片出货量增长了三倍,全球几乎全部主流车厂和Top 15汽车半导体供应商都采用Arm技术。

尽管如此,行业仍面临三大挑战:创新的灵活性、规模化落地能力、以及产品上市时间。尤其是在大模型技术快速迭代的背景下,如何在车端高效部署AI应用,成为摆在车企与供应商面前的关键课题。

多年来,Arm在推动“软件定义汽车”的发展,支持从云端到车辆的软件更新、新功能升级等能力,即便车辆已经交付给用户,这些能力将持续存在。而“AI定义汽车”是要让大语言模型和特定场景模型能够在车内运行,大量新模型和新架构正在被部署到汽车中,这将为行业带来变革。

“对Arm而言,这意味着汽车对算力的需求正在大幅增长。而这正是 Zena CSS可以发挥核心价值的地方,Arm 的核心任务就是打好计算底座”,Suraj Gajendra表示,“Zena CSS 拥有16个CPU核心,且具备扩展性,通过这种集成化的高算力方案,能够支持合作伙伴在越来越多的AI应用上车时,专注于AI加速以及其他软件和应用的开发。”

此外,Zena CSS在设计之初还考虑了Chiplet趋势。其架构中预留了UCIe标准接口,客户可选择将Zena CSS作为独立芯粒使用,也可将其作为单片SoC的一部分。这种灵活性为未来多芯片、异构集成提供了可能,尤其适合高性能ADAS、中央计算等高算力场景。

除了硬件系统方面,Arm也构建了完整的软件生态。Arm Zena CSS基于开放标准构建,如汽车开放系统架构 (Autosar)、互联汽车系统联盟 (COVESA)、eSync 以及 Virtio 等,并且得到了面向嵌入式边缘的可扩展开放架构 (SOAFEE) 社区的支持,该社区汇聚了通用汽车、CARIAD、大陆集团和塔塔汽车等 150 余家行业成员。今年3月,Arm还将KleidiAI软件库扩展至汽车领域,通过优化大语言模型在Arm CPU上的性能,进一步强化了AI软件栈的支持。

至于如何实现“缩短开发周期”?Suraj Gajendra从两个维度解释了这一目标的实现路径。硬件层面,Zena CSS预先完成计算核心的集成与验证,客户无需重复设计CPU集群、安全岛、互联等通用模块,可节省大量开发与收敛时间;软件层面,借助与AWS、Cadence、西门子、新思等合作的虚拟平台,软件开发可提前两年启动,实现软硬件协同开发。

他特别强调,随着系统复杂度从4核、8核跃升至16核甚至32核,传统开发周期已无法满足需求,Zena CSS正是为了应对这一挑战而生。

Zena CSS:不止于IP集成,更是“计算底座”

Zena CSS既非单一IP,也非简单的IP集成,而是一套高度集成的计算子系统,以RTL设计包的形式交付,包含:

? 16个基于Armv9架构的Cortex-A720AE核心,针对ADAS和IVI应用进行了性能优化;
? 由Cortex-R82AE驱动的安全岛,这是 Arm Zena CSS 的专属设计,能够提供实时ASIL D处理能力,如故障管理、安全监测、系统控制和SoC启动;
? 运行时安全引擎,提供具备安全能力的硬件信任根 (RoT),借助 Arm TrustZone技术,实现 SoC级别的安全性;
? 由CMN S3AE提供的CPU缓存一致性和芯片到芯片的高效互联功能;
? 可选配由Mali-C720AE和Mali GPU驱动的图像信号处理功能,支持ADAS应用场景,如环视和驾驶员监控;
? 支持加速器和合作伙伴特定逻辑便捷集成的功能,以满足先进且具备AI能力的SoC设计中的动态工作负载需求。

Suraj Gajendra指出,Arm Zena CSS 的设计初衷不仅是集成一系列IP,更重要的是加快产品上市时间,为芯片合作伙伴、车厂和一级供应商提供亟需的灵活性,让他们可以在此基础上灵活添加其他功能,而无需为最核心的计算部分费心。

这一标准化的计算平台使车厂和芯片供应商能够复用架构和软件,从而加速全球汽车交付进度,简化系统开发与集成流程,同时优化功能安全和信息安全认证工作。这对汽车行业至关重要,因为如若为每一款车型和应用开发定制的硬件和软件栈,不仅成本高、耗时长,而且验证和认证过程也极为繁重。尤为重要的是,Arm Zena CSS 助力Arm合作伙伴在标准化平台之上,为产品系列注入独特价值,实现创新与差异化发展。

虽然未具体透露客户名单,但Suraj Gajendra透露,目前全球已有包括车厂和芯片设计商在内超过10家合作伙伴,一部分已取得了Zena CSS的技术授权,另一部分正在进行深度合作接洽。

广汽研究院车载软件专业总师廖磊、四维图新CEO程鹏等Arm合作伙伴也公开表示,Zena CSS在加速创新、跨平台可扩展性方面表现出色。

标准化计算平台如何应对新势力与传统需求?

Arm Zena CSS作为标准化的计算平台,如何平衡车企对定制化需求与开发效率之间的矛盾?如何确保新造车势力与传统车企在不同平台上的差异化创新需求?

Suraj Gajendra详细介绍了Zena CSS 的架构设计(如下图),紫色框起来的部分代表Zena CSS,涵盖了CPU集群、安全岛、安全飞地、调试模块以及电源管理单元;右侧浅蓝色区域代表可选模块,包括ISP、GPU;最右边的橘色区域则是差异化设计区域——例如加速器,以及可能需要添加的其他定制逻辑。

“Arm着重在CPU集群(深蓝色区域)进行计算核心元素的标准化。我们的目标绝非消除差异化,而是希望合作伙伴保留这种差异化的能力,无论是自主研发芯片的车厂,还是开发 SoC的传统芯片合作伙伴,都能在加速器、定制逻辑或I/O及整体系统架构的其他方面实现差异化创新”,他补充。

这也体现了Arm推动标准化落地的核心目标。为何底层标准化至关重要?Suraj Gajendra解释说,因为核心CPU功能以标准化方式实现时,能显著提升软件复用率。同样,随着安全岛的集成,安全机制与主CPU之间的交互也能实现标准化。因此,Arm聚焦于将计算核心组件实现标准化,而将其余部分留给客户进行差异化设计,这将有效提升开发效率。

举例来说,当合作伙伴进行代际迭代时,假设这一代产品只需400 TOPS的AI性能,采用 Zena CSS 搭配自主研发的加速器,即可实现这一性能目标。到下一代产品,若希望CPU基本保持不变,但将AI性能提升至800 TOPS,仅需升级加速器部分即可。这样一来,在核心计算部分保持不变的前提下,一方面实现了代际间的标准化,另一方面又达到大量软件复用的成效,还能获得额外的AI性能,这就是Zena CSS为客户提供的灵活性与性能优化价值。

写在最后

在通往“AI定义汽车”的道路上,Zena CSS是Arm迈出的重要一步。

一方面,Arm将持续聚焦于以标准化方式赋能更强算力,在提供更丰富计算能力的同时,为合作伙伴保留足够灵活性,助力他们专注于加速器开发与差异化创新。另一方面,Arm在持续构建更全面、更灵活的软件战略与生态体系,为合作伙伴的创新实践提供支撑。

未来,车辆控制系统将融入更多AI功能:无论是预测性维护,还是与车辆能量管理、动力学相关的其他特性……这些领域都将迎来重大变革与演进。正如Suraj Gajendra所说, Arm为这种演进做准备的方式是——筑牢核心基础技术,提供适配的软件和工具供整个软件生态参与其中,从而推动这种技术演进与创新。

来源: 与非网,作者: 张慧娟,原文链接: /article/1881928.html

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ARM公司是一家知识产权(IP)供应商,主要为国际上其他的电子公司提供高性能RISC处理器、外设和系统芯片技术授权。目前,ARM公司的处理器内核已经成为便携通讯、手持计算设备、多媒体数字消费品等方案的RISC标准。公司1990年11月由Acorn、Apple和VLSI合并而成。

ARM公司是一家知识产权(IP)供应商,主要为国际上其他的电子公司提供高性能RISC处理器、外设和系统芯片技术授权。目前,ARM公司的处理器内核已经成为便携通讯、手持计算设备、多媒体数字消费品等方案的RISC标准。公司1990年11月由Acorn、Apple和VLSI合并而成。收起

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