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智能汽车软、硬件“两张皮”问题待解

来源:中国汽车报 浏览次数:1934 发布日期:2022-10-24

在当今汽车智能化的时代,各大主机厂已然将“智能座舱”、“智能驾驶”等视为核心竞争力,消费者的期待被无限拔高。可事实却是,无论车企给汽车配置多么高级的硬件,车机系统还是做不到像智能手机那样流畅和稳定。从软件角度看,目前的顶级芯片算力仍然不够用,难以顾及从辅助驾驶到人机交互的综合运算量。从硬件角度看,车机软件仍需要普及、优化、反馈、再优化的过程,车企还需要进一步投入。在智能汽车发展中,软、硬件“两张皮”现象日益明显,它们在各自的领域中各行其是,并未充分考虑另一方的能力和局限。造成这种情况主要是因为单独提高一方,另一方也会缓解,但却并不能根本解决问题。车机体验不佳频频引发消费者吐槽,解决软、硬件“两张皮”问题已经刻不容缓。

算力不足仍是“罪魁祸首”
  如果说新能源汽车“上半场”比拼的是加速、续驶里程的话,那么“下半场”考验的就是智能化、辅助驾驶的能力,决定汽车智能化程度、运算速度、辅助驾驶能力的核心,则是来自芯片的算力。
  在辅助驾驶层面,车企可谓煞费苦心,在蔚来理想、小鹏推出的旗舰级车型中,都做到了算力超前布置,极狐阿尔法S、阿维塔11等华为赋能的车型,处理芯片的算力也相当可观。如蔚来ES7的综合算力达到了1016 TOPS,魏派摩卡DHT-PHEV激光雷达版则达到了1440TOPS。
  在智能座舱领域,核心的座舱芯片是多屏联动、HUD、驾驶员状态监测等功能的基石,其性能、可靠性尤为关键。高算力是一颗智能座舱芯片该有的特征之一,这也是目前芯片厂商的共识。汽车行业要想往智能化发展,芯片没有高算力,就没有办法真正推动汽车智能“起飞”。
  中国科学院科技战略咨询研究院汽车行业特聘研究员鹿文亮表示,车机卡顿的根源就在于芯片算力的不足。的确,近来感受到消费者对车机系统不流畅抱怨的压力,高通SA8155P(以下简称“8155”)芯片成为不少车企眼中的“网红”,理想L9、蔚来ET7等车型均配装该芯片。
  4月,为了给消费者更佳的车机体验,岚图汽车宣布岚图FREE车型8155车机硬件系统换“芯”计划,支持车主将原芯片升级为性能更强的8155芯片。不久前,极氪001一经发售便订单爆棚,但随之而来的是用户对车机卡顿、芯片性能低下的抱怨之声,原因在于该车使用了老旧的高通820A芯片。极氪紧急补救,开启0元换芯,为消费者更换8155芯片。
  鹿文亮介绍,高通8155芯片采用7nm制程工艺打造,相比于高通820A芯片来说,8155的CPU处理能力提高2倍,图像处理能力提高近4倍,可连接6个摄像头,4块2K屏、支持Wi-Fi 6、5G、蓝牙5.0,拥有专门的神经网络计算单元,能更好地支持AI算法等。随着OTA升级,820A想要带动车机系统压力会越来越大,体验将越来越差,更换了性能更强的8155芯片,消费者的抱怨自然就减少了。
  鹿文亮进一步解释,因为车规级要求严格,验证的周期更长,车载芯片的性能普遍要落后于手机、平板电脑芯片两三年,高通8155芯片属于目前车规级算力最高的一款。所以要保证车机体验,从硬件的角度看,要么提升芯片算力,要么就得在系统层面做好匹配、优化,比如牺牲一些功能,突出一些功能,以保障更流畅的体验感受。
  软件同样决定智能化水平
  芯片是撑起智能科技生态网的基石和驱动力,但并不是智能化水平的惟一决定因素。即使基于同样的底层操作系统和同款芯片来开发车机系统,不同车型的实际体验也有很大差异,主要原因在于软件水平的差异。
  一位问界用户告诉《中国汽车报》记者,华为鸿蒙车机体验就相当不错,打开任何一个App、地图随意拉伸、放大、缩小,每一个操作的流畅度都很好,即使打开视频网站看视频,加载速度也令人满意。最下方的工具栏可以自定义,在应用市场里选择喜欢的应用下载很方便,更让消费者惊喜的是能和手机互联,在手机上搜索的一家美食店铺可以直接同步到车机导航。鹿文亮认为,华为车机操作体验的优势就在于其软件开发能力强,其系统与硬件的优化匹配更佳。
  未来的车机将不再是“硬件就是一块大屏幕,软件就是导航+听歌”这么简单。随着电子架构的完善和芯片算力的提高,车机将与车辆硬件深度融合,包括屏幕、空调、车门车窗、摄像头、麦克风、灯光、座椅等。如威马W6推出的用户自定义编程功能,就是将车辆硬件和软件功能拆解成数百个模块,用户可以根据自身需要和场景变化,将这些功能随意组合。这意味着将有大批软件开发商,针对车机开发全新应用,车机的应用生态也将更加丰富,甚至车企也会亲自下场。据报道,大众集团正计划在中国投资成立一家软件生产合资企业,在车载软件方面持续发力。
  中科院创业投资管理有限公司研究总监邵元骏指出,硬件能力的提升很简单,更换高算力芯片即可实现,但软件能力的提升需要智能汽车的逐渐普及,车企只有慢慢了解用户才能进一步满足其需求,这期间必然有一个不断试错的过程。
  车机由底层系统软件和上层应用软件构成,这一工具链不是一蹴而就的,需要逐渐丰富和迭代。软件功能的定义也不是设计师“拍脑门”决定的,而是要以大量的用户反馈为基础,每天修复BUG、时时迭代,产品才会越磨越精细,而现在智能汽车的样本量显然还太小。邵元骏举例,就像安卓手机早年间也相当卡顿,如今普及之后,系统已经变得非常流畅。
  集中式电子电气架构引领变革
  软件发挥能力的前提是整车电子电气架构的升级。邵元骏指出,如果汽车的电子电气架构不能实现从分散式向集中式的演变,即使再成熟的软件也不能发挥其功能,车机体验也不能达到理想效果。
  在汽车诞生以来的100多年中,车企领军者定义了一套流传已久的分散式架构方式,根据各自负责的功能,把汽车中的各类传感器、ECU、线束拓扑和电子电气分配系统划分成不同的模块,像动力总成、信息娱乐、底盘和车身等,以模块为单位完成运算、动力和能量的分配,实现各项车身控制。
  这种分布式方案最大的特点是功能划分明确,预先确定各大模块的功能界限,车企更方便在各个模块中找到最优的供应商,每个模块也相对独立,所有前期工作的继承性很强,单项更新方便,成本可控。然而,这种模式的缺点也很明显,那就是模块太多,并且可控性不强。
  如今,智能汽车的产品体验越来越多由软件的功能和质量决定,体验的差异性逐步由软件定义。这就使得传统的总线+分散控制的EEA架构,无论从软件迭代能力、架构复杂度、算力还是数据传输效率都已经无法满足。
  智能汽车的架构围绕一个强有力的通信架构和整车级计算平台展开。车企需要打破现有车载模块的功能划分,从功能出发,重新审视各模块,以一个高性能的核心计算平台作为算力总控,构建一整套完整的软件系统,通过系统和软件层面的集成,把原有的硬件配置局限打破,域控制器成为一个领域内的主要计算和调度单位;再通过基础计算平台,将原先车身控制、热管理控制、通信控制等由各个分散的ECU,来满足整个领域的运算需求,实现整车功能总控。
  邵元骏强调,这就是为什么大众、丰田等车型的智能化体验较差,因为其仍然沿袭传统的分散式电子电气架构;而特斯拉、蔚来、小鹏等新造车企业则颠覆了传统的架构方式,为智能化升级提供了更适宜的土壤。人机交互体验的提升是一项系统工程,电子架构、硬件、软件,每个环节都不能“掉链子”。

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