解密全新特斯拉Model S数字座舱
2021-03-02
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本月，新款特斯拉 Model S/X 就要开始交付了。
伴随特斯拉 2020 年度财报而来的两位「新」大哥，毫无疑问地占据了 2021 智能电动轿车/SUV 的前列——无论是智能，还是电动。
需要注意的是，
即将于 3 月底交付的只是 Model S 的北美中配 Plaid版
，EPA 续航 628 公里，百公里加速2.1秒，中国大陆的交付日期则要等到第三季度了。至于EPA续航高达837公里，百公里加速小于2.1秒的Plaid+版，则更要等到2021年底。
所以今天的文章，我们主要讨论新 Model S/X 的智能特性。
尽管没有 4680，没有镶嵌电芯的蜂巢车架，更没有 FSD 公测版，但
新款 Model S/X 的内饰迎来了一次大改
——事实上它俩「新款」的进化比传统车企的「换代」还狠——「行规」是外观大改其他随意，特斯拉这次是除了外观其他几乎都改了。
其中智能方面，这次升级是将本来已经是车规级比较优秀的特斯拉数字座舱，一把带到光明山顶。
里面包括但不限于 17 寸 2200x1300 分辨率超大屏幕+全新 UI、10TFLOPS 算力的内置独立 GPU，「本世代主机级性能」，以及几乎板上钉钉的 MCU3。
而除了骇人的参数和激进的硬件，特斯拉也用全新的数字座舱，正式走上了与大部分车企座舱「高通化」、「英伟达化」截然不同的道路。
我们一个个说。
这才是真正的车上打游戏！
翻开特斯拉官网，「Game From Anywhere 畅玩车载游戏」的标题史无前例地吸引。
特斯拉的官方表述是
「配有高达每秒 10 万亿次浮点运算能力的处理器，媲美目前市面上最新款游戏主机；兼容无线控制手柄，在任意座椅位置都可畅享游戏乐趣。」
无线手柄并不是什么新鲜事物，那个「10 万亿次浮点运算」才更耐人寻味。
万亿次浮点运算，英文缩写是 TFLOPS，一般用来评估电脑效能，尤其是在使用到大量浮点运算的
科学计算
（比如高分子化学式），或者
图形数据处理
中。和用来衡量深度学习能力的 TOPS（万亿次运算）不一样。
那么 10TFLOPS 的浮点算力有多厉害？
上图是索尼去年发布的本世代游戏主机 PS5，浮点运算能力为
9.2TFLOPS
，而同世代的微软 Xbox Series X 大约为
12TFLOPS
。而它们都已经满足在 4K（3840x2160）分辨率下流畅运行大型 3D 游戏的需求。
比起乘 Android 东风，背靠大树好乘凉的「车内吃鸡」、「车内逛淘宝」，特斯拉在图形性能上走得遗世而独立。
另外，特斯拉不仅给 Model S 配上了主机级别的性能，还配上了主机级别的游戏。
从特斯拉官网的海报可以看到，TGA 2015 年度最佳游戏《巫师 3》被放在了 Tesla Arcade 游戏厅的 C 位。
另外，马斯克 1 月 28 号还在推特里表示，新的数字座舱「可以玩《赛博朋克 2077》」——这又是一款现象级的 3D 游戏大作。
不知道是不是买车送游戏？
解密特斯拉新数字座舱
所以，这 10TFLOPS 又是特斯拉亲自下场的杰作？
2020 年 12 月 8 日，推特网友 Patrick Schur 爆料称特斯拉将在下一代数字座舱内使用 AMD 的 NAVI 23 GPU 芯片。
NAVI 23 是 AMD 将于 3 月正式发布的中端消费级 GPU 内部代号，实际型号大概会是 RX6600XT，定价约为 2000 人民币——是的，
这款芯片甚至还没在消费端正式发布
。马斯克已经不满足于「跟上消费电子」了，他要的是「比消费电子更新」。
到了新款 Model S/X 正式发布之后，Tesla Motors Club 论坛网友上个月曝光了一张结构图，如下面所示：
到这里，特斯拉与 AMD 联姻的事实基本实锤了，
下文基于「这张图是真的」前提
展开讨论
，不构成购买建议——就怕 Munro 大爷拆出来芯片印着英伟达 LOGO。
如果这张图是真的，那么基本可以得出以下几个结论：
1.有 MCU3，性能比 MCU2 增长数倍
2.MCU3 几乎不可能是 ZEN2 或者 ZEN3 架构的 AMD 处理器
3.这辆车不可以用来挖以太坊数字货币，绿神来了都没辙
先说第三点，自从蔚来在 ET7 上拿出 1016TOPS 算力的自动驾驶计算方案之后，
「汽车挖矿」
就成了一个最近越来越热门的话题。
AMD 最近几年的 GPU 都很受数字货币矿工青睐，我的 RX580 买了两年后还能趁着矿潮涨价 50% 卖出去。但到了 NAVI 20 世代，由于其核心架构内的缓存与以太坊的挖矿算法不兼容，已经完全不可能用来挖矿——
不必担心矿工和你抢 Model S 了。
下面进入主题。
这张主板结构图看上去很复杂，但大部分元素都可以忽略。
比如右边的供电元器件，包括了德州仪器 LM74810 保护芯片、ADI LT8638S 降压开关等最新的大厂车规级方案，但其实都可以忽略不计——
因为它们不是最核心的芯片部分
。
再比如图片下方那块很大的 B2B Connector 好像很重要，但其实就是独立 GPU 主板和 MCU 主板连接的接口，用的是 HIROSE 的方案，单个接口速度 8Gbps，可以布置多个并联。
结构图中与本文最相关的细节，在于这里：
PCIE Gen 3 x8，这就是特斯拉新数字座舱其中一个重要细节。PCIE 代表peripheral component interconnect express，高速串行计算机扩展总线标准，是现代计算机的一种主流硬件扩展接口。Gen 3 代表第三代 PCIE，x8 则代表有 8 条通道。
它直接带出了第一个结论：
肯定有 MCU3
。
英特尔官网找不到特斯拉 MCU2 用的凌动 A3950 数据，我们可以看一下几乎是同一款芯片，只有「市场定位」不一样的凌动 E3950：
E3950（包括它的兄弟 A3950 和宝马用的 A3960）是一颗性能孱弱的工业级处理器，
仅支持 PCIE 2.0 规格的扩展
，不符合结构图中 PCIE 3.0 的特性，而且最多
只支持 6 条通道
，所以基本可以洗洗睡了。
网友们的另一种声音，是
特斯拉有可能和索尼微软的游戏主机完全一致
，找 AMD 定制了 ZEN2 甚至 ZEN3 架构的 CPU。
找 AMD 当然有可能，只不过大概率不是特别定制的。
从 ZEN 2 架构开始，AMD 就率先在消费级 CPU 领域支持了 PCIE 4.0 标准，而 NAVI 23 GPU 本身也是支持 PCIE 4.0 标准的——
但结构图里却显示 GPU 与 CPU 之间连着 8 条 PCIE 3.0 通道。
也就是说，连接这颗 NAVI 23 的，极大概率
是一颗仅支持 PCIE 3.0 标准的 CPU
，而不是支持 PCIE 4.0 的 ZEN 2/3 消费级处理器。
但事实上，「支持 PCIE 3.0」并不是什么精准条件，具备这一参数的处理器海了去了——好在我们还有两个必要条件：
马斯克说过「It can play Cyberpunk」，以及特斯拉归根结底还是一家车企。
可以带动《赛博朋克 2077》，
意味着 CPU 本身性能不差
，而且不会是凌动这种效率低下追求节能的架构；成为「车企」用于驱动中控屏的 CPU，意味着其
需要满足零下数十度-零上近百度的区间内正常工作的条件
——MCU2 使用的 E3950（A3950）就可以适应 -40℃-85℃ 的环境。
进一步符合以上两个条件的处理器，一下子少了很多。而如果将眼光限定在 AMD，那么只剩一款：
AMD Ryzen Embedded V1404I
。
V1404I 是基于初代 ZEN 架构（效率约等于 6/7 代桌面级英特尔酷睿）打造的，针对嵌入式/工业应用环境的处理器。其工作温度为 -40℃-105℃，符合车规级要求；4 核心 8 线程最高 3.6GHZ 主频的参数，也能带动赛博朋克和巫师 3。
此外，V1404I 还自带一枚性能不错的 GPU。和心有余而力不足的 MCU2 相比，
引入更强大的 CPU+GPU 可以满足特斯拉团队更多奇思妙想
——比如更震撼的「上帝模式」。
另外，英特尔也有几款新的，工作温度符合车规级的芯片，性能也远超 A3950，这里只是以 AMD 举个例子，说明一下性能只是锦上添花，稳定性才是智能汽车的基石。
写到这里，特斯拉用新的车规级 MCU+独立消费级 GPU 共同构建的数字座舱，已经云分析得差不多了。
但说完疗效，还得聊聊意义——
特斯拉似乎找到了兼顾「车规级安全」和「消费级体验」的方法。
特斯拉游戏厅只能在 P 档使用，这与不少「智能汽车」宣称可以在行车过程中干这干那相比，其实有点出乎意料的保守。
如今看来，这一设定
不仅保障了乘员安全，某种意义上还保护了马斯克的天马行空
——一枚工作时性能强大且功耗感人的独立 GPU，是经不起攀山涉水折腾的，但只要把车子停下来，那就跟在自家书房里一样放心。
于是，经过前面一轮铺垫之后，我们可以总结一下上文的
推
测
：
首先，
特斯拉升级了车规级 MCU3
（包括集成在一起的CPU+GPU），保证基本性能稳坐数字座舱 T1，两三年内不会落后；但在「静态」娱乐方面，
特斯拉大胆使用了外挂的独立 GPU
，配合 Linux 系统，再一次成为了智能汽车里的「独一档」。
就是不知道...Model 3/Y 能不能加钱上？
汽车界的苹果，该认还得认
最后延伸一个小观点。
从去年下半年开始，智能汽车出现了当年手机圈的「抢首发」热潮。最典型的例子，是各大厂商争夺「高通第三代骁龙」和「英伟达 Drive Orin」的首发。
不可否认的是，更强大的方案会反哺品牌的智能形象。但也正是其他厂商扎堆奔向「高达」组合，才让特斯拉显得更加特立独行。
从 Model 3 开始，特斯拉就在智能硬件非主流的道路上一路狂奔。
抛开「王炸」FSD Chip，只聊数字座舱的话，这与特斯拉选择 Linux 作为车机系统有很大关联。开放程度更高，硬件适配更容易的 Linux 给了马斯克很大的选择空间，可以选择比高通性能更强的英特尔、AMD 方案。
对了，上文说 V1404I「不错」其实有点瞧不起人家，V1404I 这种级别的性能如果真的放在车子上，应该算是苗人凤级别的。
但另一个角度去看，特斯拉的智能座舱体验，也因为不随大流，经历了很长一段时间的坎坷，而窘境同样来自 Linux 系统，它天生就不如 Android 自带生态，甚至可以说白纸一张。
好在马斯克也许是这个世界上最喜欢「自己干」的人，这才有了屡屡刷新想象的特斯拉车机。
如果说前几年还是应用不够彩蛋来凑，那么从新款 Model S 开始，性能彻底抛离类 Android 阵营之后，「数字座舱」的发挥空间在特斯拉手里明显变得更大了。
从这个意义出发，叫声「汽车界的苹果」，不过分吧？
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