地平线SoC产品的迭代升级

芝能智芯出品

地平线是国内领先的智能驾驶和智能物联网（IoT）芯片企业。随着国产化的需求深入，系统级芯片（SOC）产品矩阵通过创新的BPU架构和多款强大的芯片产品，为人工智能应用提供了卓越的计算能力。

我们从目前的芯片层面来探讨下，地平线的BPU架构及其主要SOC产品。

自2015年成立以来，地平线一直致力于BPU架构的不断演进。从最初的伯努利架构到贝叶斯架构，再到如今的纳什架构，每一次迭代都针对特定的算法需求和自动驾驶场景进行优化和提升。

地平线提出的BPU（Brain Processing Unit）架构是一种专门为人工智能应用设计的处理器架构，旨在解决传统处理器在处理大规模并行计算任务时的效率问题，尤其在图像识别、语音处理、自然语言理解和控制等领域。

BPU通过优化的硬件加速器，实现了卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）和Transformer等复杂神经网络模型的高效计算，在有限的功耗和成本下，达到更高的计算效率和性能。BPU架构的持续迭代源于对实际应用场景和算法需求的深入理解，并通过软硬结合的方式不断优化计算效率。

● 征程3（J3）芯片

征程3芯片于2020年9月推出，采用台积电16nm制程工艺，典型功耗为2.5W。主要技术规格包括：

◎ CPU：采用4个Arm Cortex A53内核，最大工作频率为1.2GHz，支持动态频率缩放（DFS）。

◎ BPU：由双核伯努利架构组成，算力为5TOPS，最大工作频率为950MHz，支持动态频率缩放（DFS）。

◎ DRAM：支持x32片外DDR4/LPDDR4/LPDDR4X DRAM，最大支持4GB容量，速度可达3200 MT/s

目前J3主要用在一体机上面。

● 征程5（J5）芯片

2021年7月推出的征程5芯片，采用16nm制程工艺，典型功耗为30W。其主要配置包括：

◎ CPU：八核Cortex-A55。

◎ DSP：2个可编程Vision P6 DSP，频率最高为650MHz，总算力为0.67TOPS。

◎ BPU：双核贝叶斯架构设计，算力为128TOPS。

◎ ISP：每个ISP模块可支持2x4k/8M@30fps图像处理，具备HDR、多帧曝光、图像降噪等功能。

J5的应用场景主要用在智能驾驶域控制器上，这是地平线目前主力的产品。

● 征程6（J6）芯片

地平线于4月在北京发布了征程6系列芯片，预计于2024年第四季度完成首批量产车型交付，并预计于2025年实现超10款车型量产交付。J6系列采用第四代BPU架构“纳什”，专为大规模参数的Transformer模型和高级智能驾驶优化，有6个配置（B、L、E、M、H、P），其中J6P为旗舰产品。

地平线最新发布的征程6系列芯片涵盖6款产品，分别是征程6B、6E、6M、6P、6L和6H，全面覆盖智能驾驶的各个场景和价位，重点介绍了征程6B、6E、6M和6P，其他两款芯片6L和6H的参数暂未公开，预估其性能：6H的AI算力在256-300 TOPS之间，CPU算力在250-300K DMIPS；6L的AI算力在30-40TOPS，CPU算力在40-50K DMIPS。

● 征程6系列的命名和定位

◎ 征程6B：主打极致性价比，推测CPU为6核心Cortex-A55，制造工艺为14或28纳米。

◎ 征程6E：面向高速NOA场景，提供超高算力和效率。

◎ 征程6M：提供普惠城区的性价比解决方案。

◎ 征程6P：旗舰型号，AI算力高达560TOPS（在1/2稀疏网络下），适用于高端智能驾驶场景。

● 技术升级亮点

与前代征程5系列相比，征程6系列的CPU算力大幅提升。例如，征程6P的CPU算力达到410K DMIPS，而征程5的CPU为8核心Cortex-A55，算力大致为25-30K DMIPS。

采用地平线自研的第三代BPU（Brain Processing Unit）架构，称为纳什架构，致敬博弈论创始人约翰·纳什，针对智能车与智能车、智能车与非智能车之间的决策交互，提升了智能驾驶系统的灵活性和准确性。J6P和特斯拉第一代FSD（Full Self-Driving）在部分指标上进行了对比，显示出地平线在人工智能芯片技术上的卓越竞争力。

征程6P，AI算力高达560TOPS（在1/2稀疏网络下的等效算力）。其CPU为18核心的ARM Cortex-A78AE，算力为410K DMIPS，远超英伟达Orin-X的227K DMIPS。征程6P还添加了一个微型GPU，算力为200GFLOPS，主要用于图像输出。为了降低成本和管理供应链，征程6P内置了一个达到ASIL-D级的MCU岛，算力为10K DMIPS，相较于当前市场上单独使用的英飞凌TC397，征程6P的方案更加经济且供应稳定。

在存储方面，征程6P升级到了LPDDR5，带宽达205GB/s，前视感知支持1800万像素，图像带宽5.3Gpixel/s。其内部采用TB/s级高性能总线，访存延时低至130纳秒，并添加了VPU（矢量浮点运算加速单元），以应对新一代大模型Transformer的运算需求。

地平线通过BPU架构和多款SOC产品，在人工智能计算领域持续发展。从征程3到征程6，地平线的产品不断迭代升级。

J6系列的发布为智能出行带来更多可能。