汽車計算的未來：云與邊緣的深度融合

隨著互聯(lián)汽車生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，它將影響多個價值鏈，包括汽車、通信、軟件和半導體的價值。在這個過程中，半導體公司及其他上下游會面對不小的挑戰(zhàn)和機遇，通過重新審視他們的產品、技術和運營方式，以及他們的市場策略，來適應這一行業(yè)的轉型。

1 5G與邊緣計算帶來的新機遇

5G技術和邊緣計算的興起，為汽車行業(yè)帶來了巨大的創(chuàng)新空間。首先，5G技術以其高帶寬、低延遲和高可靠性的特點，為汽車的互聯(lián)、自動駕駛和智能化提供了強有力的技術支持。其次，邊緣計算通過將數(shù)據(jù)處理和分析的能力從云端推向網絡的邊緣，使得汽車能夠實時處理大量的傳感器數(shù)據(jù)，從而提高了汽車的響應速度和決策能力。

對于半導體公司而言，這意味著他們需要開發(fā)出更加高效、低功耗的芯片，以滿足汽車對于高性能計算的需求。同時，他們還需要加強與汽車制造商、電信運營商和軟件開發(fā)商的合作，共同推動汽車計算技術的發(fā)展。

2 軟硬結合的新時代

自動駕駛、互聯(lián)、電氣化和共享移動性這四大技術趨勢，正在成為汽車行業(yè)創(chuàng)新的關鍵驅動力。其中，自動駕駛技術對計算能力的需求最為突出，因為它需要實時分析大量的傳感器數(shù)據(jù)來做出決策。這就要求汽車必須具備強大的車載計算能力，以應對復雜的路況和變化多端的駕駛環(huán)境。

同時，隨著汽車互聯(lián)程度的提高，對于移動網絡的需求也在不斷增加。更加嚴格的車輛安全要求，使得對于移動網絡的速度、穩(wěn)定性和安全性都提出了更高的要求。因此，汽車計算技術不僅需要滿足日益增長的計算需求，還需要保證數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。

3 云和邊緣之間的平衡

如今，大多數(shù)當前的汽車應用往往完全依賴于一個工作負載位置。未來，他們可能會將邊緣計算與板載或云處理相結合，以提供更高的性能。例如，智能交通管理系統(tǒng)可以通過外部數(shù)據(jù)（例如，其他車輛的遙測數(shù)據(jù)、實時交通監(jiān)控、地圖和攝像頭圖像）來增強車輛的傳感器數(shù)據(jù)，從而改善車載決策。數(shù)據(jù)可以存儲在多個位置，然后由交通管理軟件融合。與安全相關的最終決定將在車輛上做出。最終，可能需要跨車輛、邊緣基礎設施和云管理大量實時和非實時數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)高級用例。因此，邊緣和云之間的數(shù)據(jù)交換必須是無縫的。

在汽車計算技術的發(fā)展過程中，如何平衡車載、云和邊緣之間的工作負載成為了一個重要的問題。不同的工作負載需要不同的計算資源和處理能力，因此需要根據(jù)實際情況進行合理的分配和調度。

目前，聯(lián)網汽車用例通常依靠車載計算或云來處理其工作負載。例如，導航系統(tǒng)可以容忍相對較高的延遲，并且可能在云中運行得更好。OTA 更新通常通過云數(shù)據(jù)中心提供，并在中斷最小時通過Wi-Fi 下載，信息娛樂內容源自云端并在板載中緩沖，為用戶提供更好的體驗。相比之下，自動緊急制動系統(tǒng)（AEBS）等事故預防工作負載需要非常低的延遲和高水平的計算能力，這可能意味著它們最好在車載上處理。

在平衡工作負載的過程中，還需要考慮多個因素的綜合影響，包括安全、延遲、計算復雜性和數(shù)據(jù)傳輸要求等。這需要根據(jù)具體的應用場景和需求來制定相應的策略和方案。

4 5G和邊緣計算的優(yōu)勢

5G技術和邊緣計算在汽車計算中的應用具有顯著的優(yōu)勢，使得汽車能夠實時獲取和處理大量的數(shù)據(jù)。這不僅可以提升汽車的智能化水平，還可以為其提供更加豐富的服務和應用。

5G技術有望提供帶寬、低延遲、可靠性和分布式功能，以更好地滿足聯(lián)網汽車用例的需求。它對汽車應用的好處分為三個主要部分：

●   增強型移動寬帶 （EMBB）：5G 可以提供更快、更均勻的用戶體驗，速度達到每秒10 bit，比4G 技術快5 到10 倍。這可能會增強高帶寬用例，例如車載信息娛樂、車輛遠程操作和實時人機界面渲染。

●   大規(guī)模物聯(lián)網（IoT）：通過每平方公里實現(xiàn)多達100 萬個連接，5G 網絡可以有效地支持來自道路上的汽車、連接的基礎設施端點和最終用戶設備的大量并發(fā)連接。這可以消除汽車和其他設備因大量連接而無意中與移動網絡斷開連接的可能性。

●   超低延遲通信（URLLC）：5G 延遲理論上可以降至1 ms，比4G 提升了5~15 倍。這意味著5G 可以將高速與高可靠性相結合，無需在兩者之間進行權衡。這對于自動駕駛汽車中的物體跟蹤、智能電網關鍵基礎設施的保護和控制以及航空和機器人等應用的遠程控制和過程自動化非常重要。

其次，邊緣計算可以將數(shù)據(jù)處理和分析的能力推向網絡的邊緣，使得汽車能夠更加高效地利用計算資源。通過將部分計算任務轉移到邊緣設備上進行處理，可以減輕車載系統(tǒng)的負擔，提高其響應速度和性能。

此外，5G 和邊緣計算還可以提高汽車的安全性和隱私保護能力。通過加強數(shù)據(jù)的加密和傳輸安全，可以有效地防止數(shù)據(jù)泄露和黑客攻擊等安全問題的發(fā)生。

5 行業(yè)發(fā)展趨勢與新機遇

隨著汽車計算技術的不斷發(fā)展，未來的汽車行業(yè)將呈現(xiàn)出更加智能化、互聯(lián)化和共享化的趨勢。這將為整個汽車產業(yè)帶來新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)機構分析，到2030 年，聯(lián)網汽車用例創(chuàng)造的總價值可能從2020 年的約640 億美元增加到5500 億美元以上。

對于半導體公司而言，他們需要緊跟行業(yè)發(fā)展的步伐，不斷推出更加先進、高效的芯片產品，以滿足汽車對于高性能計算的需求。同時，還需要加強與其他行業(yè)的合作與交流，共同推動汽車計算技術的創(chuàng)新與發(fā)展。

對于汽車制造商而言，他們需要充分利用5G 和邊緣計算等技術手段，提升汽車的智能化水平和性能表現(xiàn)。

同時，他們還需要加強對于數(shù)據(jù)安全和隱私保護的重視，以確保用戶信息的安全和合法使用。

此外，隨著新能源汽車市場的不斷擴大和智能交通系統(tǒng)的建設推進，汽車行業(yè)還將面臨更加廣闊的發(fā)展空間和市場需求。這將為整個汽車產業(yè)帶來更多的商業(yè)機會和利潤空間。

（本文來源于《EEPW》2024.5）