MDC：使能自动驾驶的汽车大脑

自动驾驶是下个十年的“超级单品”

人类进入现代社会以来，每隔10~15年左右，都会因为技术的进步而出现一个改变人类生活方式的“超级单品”，比如远至100多年前出现的福特T型车，近至10多年前出现的智能手机。如果要预测下一个10年改变人类生活方式的会是什么，那么自动驾驶将是极具竞争力的备选项，原因包括三个方面。

产业升级驱动：传统汽车工业诞生了100多年，新能源已成为大势所趋，“+AI”成为各行各业产业升级的有力武器，汽车工业同样面临转型升级的最佳机遇。

消费升级驱动：人类对美好生活的向往没有止境，任何可以给日常生活带来便利与高效的产品，都存在巨大的市场空间。传统汽车的使用方式，就如曾经伴随人们30多年的功能手机一样，需要升级到更简单、更智能。

安全和平等出行权：据统计，全球每年因道路交通事故死亡人数约有125万，而其中94%的事故是因人为误操作所致。另外，在当前的汽车设计与操作模式下，相当一部分残障人士无法平等享受到快捷出行的便利。自动驾驶汽车可以有效地改变这一局面。

在自动驾驶领域，美国汽车工程师学会（SAE International）定义了L0~L5共6个级别：L0代表无自动化，L1代表辅助驾驶，L2代表部分自动化，L3代表有条件自动化，L4代表高度自动化，L5代表完全自动化。目前汽车行业普遍认为，L2、L3、L4、L5级别的自动驾驶，将分别在2018年、2020年、2025年、2030年实现大规模商用。由此可见，在产业价值、商业价值和社会价值的共同驱动下，产业界已经达成广泛共识，自动驾驶将很快普及到我们的日常生活中。

现实挑战呼唤“汽车大脑”

自动驾驶汽车的工作原理，是通过摄像机、激光雷达、毫米波雷达、超声波等车载传感器来感知周围的环境，依据所获取的信息进行决策判断，由适当的工作模型来制定相应的策略，如预测本车与其他车辆、行人等在未来一段时间内的运动状态，并进行避免碰撞路径规划。在规划好路径之后，接下来需要控制车辆沿着期望的轨迹行驶。这其中涉及到传感器环境感知、高精地图/GPS精准定位、V2X信息通信、多种数据融合、决策与规划算法运算、运算结果的电子控制与执行等过程，在此过程中需要一个强劲的“大脑”来统一实时分析、处理海量的数据与进行复杂的逻辑运算，对计算能力的要求非常高。一般认为，L2需要的计算力<10TOPS，L3需要的计算力为30~60TOPS，L4需要的计算力>100TOPS，L5需要的计算力目前未有明确定义（有预测需要至少1000TOPS），目前的计算平台仅能满足部分L3、L4级别的自动驾驶所需。

自动驾驶的商业实践最早可追溯到1984年美国国防高级研究计划署（DARPA）与陆军合作的自主地面车辆（ALV）计划，随后在学术界和产业界得到广泛重视，科研院校、传统车企、互联网巨头、创业公司纷纷大规模投入，但从现实情况看，自动驾驶的发展仍然比较缓慢，目前仍只是少数人能够享有的乐趣。从技术角度看，有如下几方面的原因：

体验不佳：现有的自动驾驶受限于计算能力因素，只能在“人不多、规定车道、车速不快”的情况下实现“有条件”的自动驾驶，现有计算平台性能无法实时处理更多传感器的数据并进行融合、规划与决策控制，导致自动驾驶功能不够丰富与成熟，消费者使用体验不佳。

价格昂贵：以某款在售的宣称可达L3级别自动驾驶的汽车为例，汽车总售价约为5~8万美元，而自动驾驶功能售价约为0.8万美元，无论是绝对售价还是相对整车售价，都非普通消费者可以承受。如果要实现更高级别的自动驾驶，价格将更加昂贵。

安全担忧：汽车作为价格不菲的耐用消费品，使用寿命长，相关硬件设备需要面临振动、高温、低温、高湿、灰尘等恶劣环境的考验，硬件的稳定可靠性对自动驾驶的安全性产生直接影响，消费者普遍存在一定程度的安全担忧。

要克服上述挑战，为普通人提供更高级别的自动驾驶汽车，需要更强劲的计算性能，更经济的解决方案，且保障在苛刻运行环境中的高安全高可靠，让普通人用得起，也用得放心。

MDC为汽车装上智能化引擎

在未来，每一辆汽车都将是一个装在车轮上的移动数据中心（Mobile Data Center，MDC）。针对自动驾驶对计算平台的需求，华为推出MDC解决方案。它集成了华为自研的Host CPU芯片、AI芯片、ISP芯片与SSD控制芯片，并通过底层的软硬件一体化调优，在时间同步、传感器数据精确处理、多节点实时通信、最小化底噪、低功耗管理、快速安全启动等方面领先业界。

综合起来，相比当前业界其他自动驾驶计算平台，华为MDC具有“三高一低”的技术优势：

高性能：搭载多颗华为最新发布的人工智能Ascend芯片，最高可提供352TOPS的算力，满足L4级别的自动驾驶需求。高算力意味着可以接入与实时处理更多的外部传感器（如摄像头、毫米波雷达、激光雷达、GPS等）数据流，为自动驾驶提供更安全可靠的计算力支持，能够应付处理复杂路况。

高安全&可靠：凝聚华为30年的ICT设备研发、设计、生产制造经验，端到端的冗余备份设计，规避单点故障；支持-40°C~85°C的环境温度，应对苛刻外部环境；遵从业界车规级可靠性与功能安全等级（如ISO 26262的ASIL D级）要求。

高能效：领先业界的端到端1TOPS/W的高能效（业界一般为0.6TOPS/W）。高能效的主要价值，不仅在于节能和延长续航里程，还可以实现同等算力下温度更低，提升电子元器件的可靠性，且无需配置风扇散热等易损部件，减小体积，降低对车辆现有结构的影响。

确定性低时延：底层硬件平台搭载实时操作系统，高效的底层软硬件一体化优化，内核调度时延低于10us，ROS内部节点通信时延小于1ms，为客户的端到端自动驾驶带来小于200ms的低时延（业界一般是400~500ms），提升自动驾驶过程中的安全性。

华为MDC还是一套开放的平台，具备组件服务化、接口标准化、开发工具化的特性，基于此平台可快速开发、调测、运行自动驾驶算法与功能。针对不同级别的自动驾驶算法，一套软件架构，不同硬件配置，支持L3~L5自动驾驶算法的平滑演进升级。

基于MDC解决方案，华为与奥迪开展了L4级别自动驾驶的联合创新，并取得了可喜的成果。搭载华为MDC的奥迪Q7汽车在国内某地段的测试情况显示，在傍晚光线昏暗的某城乡结合部道路上，针对复杂的交通状况，如车道线不清晰、横过马路的行人、自行车及电动车等，顺利完成了高速巡航、拥堵跟随、交通灯识别、行人识别、地下车库自动泊车等场景下的自动驾驶功能。联合创新开发的自动驾驶相关算法，也在业界权威KITTI的2D、3D、BEV等测试项中取得了不俗的成绩。 

面对传统汽车产业升级转型、消费者消费升级、挽救生命与普及平等出行权的时代趋势，华为MDC将通过芯片级的创新能力、平台级的工程能力与完善的开发调测诊断工具链，成为使能自动驾驶的“汽车大脑”，为传统汽车行业装上智能化的AI引擎，与汽车厂商一起，引领自动驾驶进入快车道。