車規級芯片有哪些？什么標準？不同芯片對比分析

1 車規級芯片有哪些

車規級芯片主要有CPU、GPU、FPGA、ASIC，從通用向專用排序依次：CPU、GPU、FPGA、ASIC;從數據處理成本經濟性來看(由優至差)：ASIC、FPGA、GPU、CPU。

其中，CPU最通用，但是算力差，能效比最差，主要功能有運算、控制指令等，不可被替代;GPU是比較通用的芯片，算力高，架構較為開放，可允許主機廠基于底層硬件架構開發自己的專門算法，但能效比較差;FPGA的算力一般，能夠按照客戶需求用配置文件更改芯片結構的連線，實現定制電路，適用于實驗室科研、前期開發等小批量應用;ASIC是專用芯片，算力高、能效比優，節約不必要開發資源，規模量產成本最低，但支持算法不夠靈活。

(1)FPGA，Field Programmable Gate Array，可編程邏輯門陣列，算力較高，小規模定制化開發測試場景較為適用。用戶能夠通過燒入配置文件來定義其內部結構的連線，從而實現定制電路。它的芯片量產成本較高，能效比較差，比不上ASIC專用芯片;比較適合在科研、企業開發階段，一旦方案確定，其成本優勢就不再突出?？删幊踢壿?，計算效率高，更接近底層IO，通過冗余晶體管和連線實現邏輯可編程。代表廠商有賽靈思、阿爾特拉(被英特爾收購)、深鑒科技。

(2)ASIC，Application-Specific Integrated Circuit，是一種為專門目的而設計的集成電路，算力最高，能效比優等。主要面向特定用戶的需求，適合比較單一的大規模應用場景，在同等條件下運行速度比FPGA快。但在架構層面對特定智能算法作硬化支持，指令集簡單或指令完全固化，若場景發生變化，那么該類AI芯片便不再適用，具有更新換代的要求。當前，AI算法不斷變化，每年都有大量的算法被開發出來，適用性不強。所以現階段并沒有真正意義上的ASIC芯片。晶體管根據算法定制，功耗低、計算效能高、計算效率高。為特定需求專門定制的芯片，編程框架固定，更換算法需重新設計

(3)CPU：中央處理器。70%晶體管用來構建Cache,還有部分控制單元，計算單元少，適合運算復雜，邏輯復雜，但量少的場景，具有不可替代性;算力最低，能效比差;但在各個領域具有通用性。

(4)GPU：晶體管大部分構建計算單元，運算復雜度低，適合大規模并行計算。支持各種編程框架，較FPGA和ASIC更通用;算力高，能效比中;廣泛應用于各種圖形處理、數值模擬、機器學習算法領域

2車規級芯片標準

車規級芯片標準比消費級高很多，認證流程長。

(1)工作環境更為惡劣：與消費芯片和一般工業芯片相比，汽車芯片的工作環境溫度范圍在零下40至零上155攝氏度，易受寬度光、高振動、多粉塵、多電磁干擾。

(2)可靠性安全性要求高：大多數汽車設計使用時長為15年或20萬公里左右，比消費電子產品壽命要求更長。同等可靠性要求下，系統組成的部件和環節越多，對組成的部件的可靠性要求就越高。

(3)車規級芯片認證流程長：一款芯片大概需要2年左右時間完成車規級認證，進入車企供應鏈后一般擁有5-10年的供貨周期。

來源：《【精選】2021年汽車AI芯片市場格局與智能座艙前景分析報告（38頁）.pdf》

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