Waymo создала собственный чип для роботакси и опубликовала список поставщиков

Компания Waymo впервые приоткрыла завесу тайны над тем, что находится в багажнике ее роботакси. В опубликованной в четверг записи в блоге компания рассказала об архитектуре своего бортового компьютера, представила специализированный 5-нанометровый чип собственной разработки и назвала семь компаний-поставщиков, с которыми собирает эту систему.

Сама компания называет это первым взглядом под капот (а точнее, в багажник). Для предприятия, которое крайне скупо делится информацией о своем «железе», это масштабное раскрытие данных.

Что на самом деле делает этот чип

Здесь мнения в СМИ и заявления компании расходятся, поэтому важно соблюдать точность.

Речь идет об интегральной схеме специального назначения (ASIC), созданной по 5-нм техпроцессу. В Waymo заявляют, что она обрабатывает «огромный массив необработанных данных до того, как они поступят в наш основной модуль машинного обучения». Чип извлекает информацию из сырых потоков данных лидаров, радаров и камер, включая временное шумоподавление для лучшего восприятия в условиях плохой освещенности, после чего передает ее на отдельный инференс-модуль, запускающий модели слияния датчиков (sensor-fusion).

Другими словами, это внешний интерфейсный процессор (front end). Он подготавливает то, что видит система вождения, а не принимает решения за автомобиль.

Это важно для понимания цифры, которую все цитируют. Waymo утверждает, что «эти ASIC в одиночку обеспечивают более 1 000 TOPS производительности машинного обучения, выделенной под предварительную обработку и модели». Издание Bloomberg отметило, что по этому показателю Waymo оказывается на одном уровне с новейшими системами автономного вождения от Nvidia. Однако здесь сравнивается один отдельный компонент, выполняющий конкретную задачу, с полноценными платформами автопилотирования. Сама Waymo таких заявлений не делала.

Waymo не отказалась от Nvidia

Компания также не отказалась и от AMD. Обе фирмы фигурируют в опубликованном Waymo списке поставщиков наряду с Micron, Samsung, Sandisk, Socionext и TSMC.

Компания описывает «сбалансированную, гетерогенную систему», которая объединяет ее собственный кремний для машинного обучения с лучшими доступными центральными, графическими процессорами и ускорителями. Кастомный чип расширяет возможности системы, но не заменяет окружающие его стандартные коммерческие компоненты.

В Waymo также отмечают, что этот ASIC — «лишь один из нескольких интересных кастомных компонентов, которые мы разрабатываем». В будущем появится и другое фирменное «железо», однако компания пока не уточняет, какое именно.

Три ограничения, одно из которых — элемент безопасности

Waymo проектирует систему с учетом трех требований, которые разработчики называют «отзывчивость, защищенность от внешних факторов и избыточность».

Первое — это задержка (лаг). Специально для этого в компании ввели термин «от фотона до срабатывания» (pixels-to-actuation), обозначающий время между попаданием фотона в датчик и реакцией автомобиля. За восемь лет объем вычислительной мощности вырос в 20 раз, чтобы сократить этот промежуток.

Второе требование — физическое. Компьютер устанавливается в автомобиль, а не в серверную стойку, поэтому он должен выдерживать вибрации, удары и перепады температур от суровых зим на Среднем Западе до летней жары в Финиксе. Waymo интегрирует его в систему жидкостного охлаждения автомобиля; при этом блок должен работать бесшумно и оставлять место для багажа.

Третье требование — самое интересное. «Наши вычисления устроены как два независимых двигателя», — говорится в блоге. В штатном режиме они выполняют полностью параллельные рабочие нагрузки как единое целое, но в случае сбоя в одном из них второй берет управление на себя. Резервного водителя-человека нет, поэтому вся избыточность заложена на уровне «железа».

Масштабы и вопрос доверия к цифрам

В основу разработки лег опыт преодоления более чем 200 миллионов миль в полностью автономном режиме. Как сообщает The Verge, сейчас под управлением компании находится около 4 000 машин в более чем 10 городах, а общее количество платных поездок достигает примерно 500 000 в неделю.

Все эти цифры предоставлены самой Waymo. Компания также заявляет, что согласно ее внутренней статистике безопасности, ее технология сокращает число аварий и травм по сравнению с водителями-людьми. Никакие сторонние организации эти данные не аудировали.

Куда направляется этот кремний

Система одновременно обрабатывает потоки с 13 камер высокого разрешения. Это число совпадает с конфигурацией модели Ojai — специально спроектированного четырехместного автомобиля, который также оснащен четырьмя лидарами.

Ojai собирается компанией Zeekr, которая является подразделением китайского автопроизводителя Geely. Издание TNW в мае писало об этом автомобиле как о более дешевом в производстве, более надежном и произведенном в Китае. По данным Bloomberg, теперь такие машины оснащаются кастомным чипом, хотя точное количество установленных модулей и сроки не раскрываются.

Политический контекст здесь крайне остер. В течение всего года Вашингтон ужесточал правила в отношении китайского автомобильного оборудования, и один из поставщиков, классифицированный Пентагоном как связанный с военными, до сих пор поставляет китайские лидары для американских роботакси. Разработка «мозга» силами Waymo при том, что кузов строит Geely — один из ответов на эти санкционные риски. Сами компании, впрочем, так это не формулируют.

За день до публикации поста о чипе Waymo открыла доступ к поездкам на минивэнах Ojai для всех желающих в Лос-Анджелесе, Финиксе и Сан-Франциско, сообщает Engadget. Ранее сервис работал только по приглашениям.

Паттерн и техпроцесс

Waymo действует не в одиночку. Ее материнская компания годами проектирует чипы для снижения затрат на инфраструктуру искусственного интеллекта, и в среду Marvell предоставила Google опцион на акции на сумму $12,2 млрд в рамках сделки по разработке заказных чипов.

Здесь любопытно провести одно сравнение. Waymo выбрала 5-нм техпроцесс — зрелый, а не передовой узел. При этом BYD создала 4-нм чип для вождения, который устанавливается на автомобиль стоимостью $10 000. Размер техпроцесса не равен возможностям, к тому же эти два чипа выполняют разные задачи, но такая расстановка сил вряд ли очевидна для большинства читателей.

В списке поставщиков стоит обратить особое внимание на Socionext. Эта японская фирма специализируется на разработке заказных ASIC для других компаний, а не на продаже собственных чипов — идеальный партнер для тех, кто хочет получить уникальный кремний, не создавая с нуля собственное полупроводниковое подразделение.

Что осталось за кадром публикации

Публикация списка поставщиков нетипична для корпоративного поведения, и выбор времени наводит на определенные вопросы. Waymo противостоит соперник, который постоянно рассказывает о своем «железе», а также китайские конкуренты, активно расширяющиеся за рубежом через партнеров. Технические спецификации в данном случае — это аргумент в борьбе.

Однако в посте никак не комментируется непростой год, который выдался у Waymo. Компания была вынуждена объявить <жесткое>свое шестое по счету отзыв техники после того, как ее роботакси 13 раз заезжали в зоны дорожных работ на шоссе; кроме того, в мае компании пришлось приостановить работу на автомагистралях, возобновив ее лишь в июле.

Более быстрая предварительная обработка данных не способна исправить ошибочные решения, принимаемые на последующих этапах, и Waymo на этом не настаивает. Инженеры компании планируют поделиться подробностями на конференции Hot Chips. Именно там технические спецификации подвергнутся оценке специалистов, способных задать правильные вопросы.