1.4 自动驾驶系统计算平台

为了研究自动驾驶系统计算平台面临的主要挑战，研究人员对原型4级自动驾驶汽车的计算硬件进行了评估，并研究芯片制造商是如何应对这些挑战的。为了对车辆硬件进行调查，研究人员通常需要与芯片设计公司进行互动。当前车辆的计算平台由两个计算盒组成，每个计算盒都配备有Intel Xeon E5处理器，以及4～8个NVIDIA K80 GPU加速器，并通过PCI-E总线连接。在最高性能下，12核CPU每秒可提供400亿次操作（GOPS），消耗400W的功率；每个GPU每秒可进行8亿次运算（TOPS），同时消耗300W的功率。总体而言，该系统可在约3000W的功率下，提供64.5TOPS的运算力。其中一个计算盒被连接至车辆周围的12个高清摄像头，用于物体检测和物体跟踪。激光雷达（LiDAR）被安装在车辆顶部，用于车辆定位，以及提供一些避障功能。另一个计算盒用于提供可靠性，执行完全相同的任务。如果一个计算盒出现故障，那么另一个计算盒可以立即接管它的工作。当两个计算盒都在其峰值（最坏的情况）下运行时，它们将消耗超过5000W的功率，这将产生极大的热量。而且，每个计算盒的价格为20000～30000美元，这将使整个解决方案对普通消费者而言难以负担。为了克服这些缺点，芯片制造商提出了多种平台类型和解决方案，比如基于GPU、DSP、FPGA和ASIC的平台类型和解决方案。