特斯拉在2011年推出Model S时,17寸大屏令人惊艳,大屏背后是英伟达的Tegra 3和Altera的FPGA,设计相当复杂。时隔6年后,特斯拉推出Model 3,改用全新设计,这一次是英特尔入驻,而在2018年3月,特斯拉Model S/X的Infotainment系统也升级为英特尔系统。
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Model 3的Infotainment屏幕略小,为15英寸,屏幕长宽比为8:5,分辨率为1920*1200,底部控件的尺寸为120像素,也就是特斯拉想要的显示是1920*1080,屏幕由LG提供。Model S/X早期使用17寸显示屏,采用竖屏设计,分辨率还是1200*1920。Model S/X还有一个12.3寸的全液晶仪表,分辨率为1920*720。Model 3只有HUD,没有仪表。
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特斯拉将辅助驾驶的电路板与Infotainment放在一个盒子里,两块电路板通过连接端子相连,似乎是同轴连接端子,可能是ADAS HUD视频输出。特斯拉辅助驾驶的电路部分仍然使用英伟达的芯片,设计与Model S/X相同。
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Infotainment内部核心的芯片有两片,一片为英特尔Gordon Peak BMP,另一片为Apollo Lake,也就是A3900, E3900的车载版。Gordon Peak BMP推测应该是Atom X3-M7272,其内部包含了英特尔XMM7272平台,支持4G LTE,达到Cat6级别,下行最高速率300Mbps。同时支持WiFi、蓝牙和GPS。同时内部集成了一片英特尔4核心的E3900或E3800,达到了AEC-Q100标准。Atom X3-M7272负责LTE通讯、WiFi、蓝牙和GPS,还有汽车行业必须的eCall功能。
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A3900在2016年10月推出,中国区则是英特尔、一汽红旗与东软三方合作,计划在今年下半年推出智能驾驶座舱。A3900共有4款,主力型号为A3950,单从数据看大致相当于ARM 的A57。A3960大致相当于ARM的A72。不过英特尔深谙CPU性能关键是cache,对cache的利用早已是炉火纯青,当然,大容量Cache导致价格增加,但Atom早已在上网本分摊完全部设计成本,所以整体价格不高。
目前CPU的性能瓶颈实际在存储器,CPU产品中,一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间,二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大,而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。二级缓存容量的提升是由CPU制造工艺所决定的,容量增大必然导致CPU内部晶体管数的增加,要在有限的CPU面积上集成更大的缓存,对制造工艺的要求也就越高。
同时x86架构和ARM架构的L1/2也有所不同,桌面级x86架构L1/L2 Cache通常都是每个CPU核心一个,A3900是两个CPU核共享一个1MB的L2。ARM一般L2是为一个簇即4个核心共享的。通常车载处理器如比较顶级的R-Car H3或NXP的下一代i.mx8的L2cache都是512K,H3有特别高配版,有2MB的L2 Cache。高通的手机版820的Cache为1.5MB,其中两个Kyro共享一个1MB的L2,另外两个共享512K的L2cache。
用户在使用电脑的时候,他的操作是随机的,无法预测的,造成了指令也无法预测。X86为了增强对这种情况下的处理能力,加强了乱序指令的执行。此外,X86还增强了单核的多线程能力。这样做的缺点就是,无法很有效的关闭和恢复处理器子模块,因为一旦关闭,恢复起来就很慢,从而造成低性能。为了保持高性能,就不得不让大部分的模块都保持开启,并且时钟也保持切换。这样做的直接后果就是耗电高。而ARM的指令强在确定次序的执行,并且依靠多核而不是单核多线程来执行。这样容易保持子模块和时钟信号的关闭,显然就更省电。
此外,在操作系统这个级别,个人电脑上通常会开很多线程,而移动平台通常会做优化,只保持必要的线程。这样使得耗电差距进一步加大。当然,如果X86用在移动平台,肯定也会因为线程少而省电。初期凌动系列(ATOM)专门为这些特性做了优化,在一定程度上降低乱序执行和多线程的处理能力,甚至取消了这些能力,从而达到省电,后期的ATOM系列更倾向于性能,而不是功耗,乱序和多线程能力又增强了。现在移动处理器都是片上系统(SoC)架构,也就是说,处理器之外,图形,视频,音频,网络等功能都在一个芯片里。这些模块的打开与关闭就容易预测的多,并且可以通过软件来控制。这样,整体功耗就更加取决于软件和制造工艺而不是处理机架构。在这点上,X86的处理器占优势,因为Intel的工艺有很大优势,而软件优化只要去做肯定就可以做到。几乎所有的高性能ARM架构处理器都是台积电代工的,台积电很难为这些芯片都做特别的工艺优化,一般都使用统一的工艺,而英特尔可以。
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上图为A3900内部框架
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A3900也可以做座舱域控制器,但目前还多是单Infotainment应用。
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上一代英特尔Infotainment平台为E600系列,于2010年推出,常见型号为E660T,典型应用为宝马i3和现代的Genesis。宝马i3的Infotainment由哈曼完成,设计相当复杂,有三片主芯片,包括英特尔的E660T,德州仪器的Jacinto 5,英伟达的GeForce8。而宝马i3的Infotainment只有6.5英寸大小,显然E660T的GPU能力太弱,A3900则大幅度提升。2018版宝马i3的Infotainment增加到10英寸,很有可能采用英特尔的A3900。
英特尔A3900的另一个典型应用是沃尔沃最新的XC40,跟吉利的领克01出自同一平台。Infotainment尺寸为9英寸。
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XC40最大特色是使用纯正的Android Auto,而不只是安卓的皮。新版的 Android Auto 因为导入了 Android P,使用接口更为直觉、简洁,而且同样拥有 Google Assistant。实际应用上, Volvo 在方向盘上配置了一个 Google Assistant 人工智能语音助理,只要按下按键,就可以快速启用语音助理,以声控的方式播放音乐、并且藉由最新的 Google Maps 声控搜寻导览功能,来搜寻地点跟导航。透过 Google Assistant 同样可以调整空调、播放 Spotify 音乐,甚至控制支持 Google Assistant 的连网家电。
此外,透过 Google Assistant 也可以像是 Siri 一样,免持声控拨打电话。在汽车使用安全上,Android Auto 系统会直接跟汽车仪表板上连动,基本上所有数据都会跟仪表板同步,好比说启动导航功能,那么导航路线就会出现在仪表板当中,而系统也会很聪明的记录汽车里程,万一汽车需要安全保养,仪表板上也会跳出相关讯息。实际操作来说,整体感觉就像操作一个安装在汽车中的 Android P 平板电脑一样。
这个 Android Auto 有自己的 Google Play,基于安全法规,Google Play 会把影音相关的应用程序屏蔽,因此现有版本不会有 YouTube、NetFlix 等应用程序,当然也不能在上面玩游戏。
另一个就是2019版现代Genesis G70,上一代Genesis G90使用英特尔的E660T,屏幕尺寸为9.2英寸。而在2019版上,G70使用A3900,也采用了类似XC40的Android Auto。G70跟第一代宝马i3内饰设计近似,G70的Infotainment的尺寸为8英寸。
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英特尔携带高性能体验卷土重来,但大部分都是单infotainment应用,可能是用x86指令集开发仪表系统难度高,此外还有价格因素。
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目前仅见超级豪华车宾利欧陆GT采用A3900将仪表与Infotainment合二为一。