地平线的未来十年：在理想主义和现实主义之间

2023 年，智能驾驶的发展迎来一个关键节点。

具体来看，随着各大车企的纷纷推进，城市导航辅助驾驶功能开始出现在一些量产车型上进行测试，并且已经在探寻商业模式，这让整个行业看到了智能驾驶真正大规模落地的机会。

然而，当前的智能驾驶依旧在体验上存在诸多问题，在技术层面依旧存在巨大的发展空间，且依旧属于 L2 的范畴——而关于智能驾驶在技术发展和商业落地层面的未来演进之路，整个行业的上下游玩家依旧在不断探索。

这些玩家中，引起我们重点关注的，是处在智能驾驶产业链上游的地平线。

一方面，基于已有的商业量产实践，地平线已经逐渐找到一条推动高阶智能驾驶走向大规模落地的路径；但另一方面，着眼于智能驾驶的未来发展，地平线并没有止步不前，而是从底层核心技术的突破出发，继续寻找智能驾驶计算的最优解。

而地平线选择的技术突破点，是持续进化的 BPU 架构。

新一代 BPU 架构，为 Transformer 和大模型而生

4 月 18 日，赶在 2023 年上海车展首日，地平线通过一场主题为「征程与共，一路同行」的发布会，正式对外发布了最新一代的 BPU 智能计算架构——这一最新发布的计算架构，被命名为 BPU 纳什。

从技术层面来看，BPU 纳什具备以下特点：

独特设计三级片上存储架构，核间高效协同，极致优化大参数下的带宽瓶颈；

具备多脉动立方加速引擎，灵活的引擎间数据流动实现高能效且低带宽占用；

数据变换引擎，灵活支持 Transformer 细小算子；

浮点向量加速单元，具有通用、灵活的特性，满足关键算子精度需求；

紧耦合异构计算单元高效加速不同类型数据处理；

核内、核间、片间高效灵活的多向数据流动，实现计算动态调度与灵活调优；

虚拟化技术，透明式提升多任务并行处理能力；

数据驱动功耗优化，针对神经网络数据动态范围特性，降低功耗 30%。

从这些技术特征来看，BPU 纳什的总体设计思路是：在不断强调提高架构的带宽、能效、通用性、并行计算能力和灵活性的同时，也在强调降低功耗的重要性。

按照官方说法，BPU 纳什是专门面向大参数量 Transformer、大规模的交互式博弈而设计，同时面向前沿算法进行了优化，以赢得最佳算法效率；同时，它采用了 AI 辅助设计，从而可以大幅提升架构的可编程性。

此外，它还具有超异构计算架构，可显著增强算力的多样性。

针对 BPU 纳什架构，地平线联合创始人兼 CTO 黄畅告诉 42 车库，它是面向未来五到十年而开发的，是一个可以伸缩的架构，包括计算单元、存储单元等，也可以涵盖单核或者多核系统。

因此，基于 BPU 纳什架构的芯片，理论上能够实现从几十 TOPS 到 1000 TOPS 的算力，其所拥有的晶体管规模也可以伸缩。

黄畅表示，BPU 纳什架构的出现，是基于当前计算芯片行业的一个重要发展趋势，也就是面向大规模数据驱动、大参数模型、去规则化的一种新型计算方式；而未来也将会有越来越多的计算类型，是基于数据驱动的大参数、大计算量、大模型来实现，它们应该运行在 BPU 之上，而不是 CPU 或者 GPU 上。

在 42 号车库看来，BPU 纳什也是针对当前智能驾驶在技术层面的最新发展趋势而生的。

毕竟，从 2023 年的情况来看，整个智能驾驶行业已经形成了一个非常明显的技术趋势。

那就是，基于 BEV 感知和 Transformer 大模型的智能驾驶技术方案，成为众多玩家共同推进的技术方案，而且这个方案在未来也会随着数据量增加、算力提升和算法完善进行不断优化。

在这个背景下，BPU 纳什的问世，可以说是恰逢其时。

当然，如果结合地平线 BPU 的整体发展过程来看，BPU 纳什其实是地平线智能驾驶专用计算架构 BPU 面向未来的一个最新迭代版本，它同样是算法、编译器、架构设计三者的结合，在本质上也反映了地平线 BPU 面向最新的神经网络架构与高等级自动驾驶应用场景进行「智能进化」的思路。

通过这样的「智能进化」，地平线希望打造的是一个智能驾驶的「最强大脑」。

BPU 架构，已经完成了三代量产验证

其实，最新一代 BPU 架构问世的背后，除了地平线对未来技术趋势的理解之外，还有一个重要的前提：自诞生以来，BPU 已经实现了三次迭代，并且有力地支撑了地平线的商业落地过程。

在诞生之初，BPU 架构主要是建立在技术推进和商业探索的维度上。到了 2019 年 8 月，基于 BPU 伯努利 1.0 架构，地平线正式发布了中国首款车规智能芯片征程 2，它能够更高效灵活的实现多类 AI 任务处理，对多类目标进行实时检测和精准识别，可应用于自动驾驶视觉感知、众包高精建图与定位，视觉 ADAS 和智能人机交互等智能驾驶场景。

七个月后的 2020 年 3 月，通过与长安汽车的合作，地平线的征程 2 芯片首次搭载在 UNI-T 车型上，用于智能座舱领域 DMS 功能的实现。虽然地平线和车企的第一步并没有直接进入 ADAS 领域，但是这项合作让征程 2 芯片在 2020 年的出货量超过了 10 万片。

这也标志着，地平线获得了主机厂的认可，其聚焦车载智能芯片的投入得到了回报。

同样是在 2020 年，基于 BPU 伯努利 2.0 架构，地平线发布了基于 16nm 制程工艺的征程 3 芯片，它具有 5TOPS 的算力和 2.5W 的典型功耗，可支持高级别辅助驾驶、智能座舱、自动泊车辅助、高级别自动驾驶和众包高精地图定位等多种应用场景——从算力上来说，它是一款可以和 Mobileye EyeQ4 进行正面对抗的芯片。

对于地平线来说，征程 3 的商业落地意义更加关键——它被理想汽车选中，搭载在理想汽车旗下的明星车型「2021 款理想 ONE」上；以此为契机，越来越多的车企登门寻求与地平线在智能驾驶芯片层面进行合作，而地平线的商业化落地之路开始不断加速。

2021 年 7 月，基于 BPU 贝叶斯架构，地平线发布了第三代车规级产品征程 5。这可以说是真正意义上的国产大算力芯片，最高算力 128 TOPS，支持 16 路摄像头感知输入，支持高级别自动驾驶所需的多传感器融合预测和规划控制等需求——值得一提的是，基于 BPU 第三代贝叶斯架构打造的征程 5，是全球唯二实现量产的大算力智能驾驶芯片。

2022 年 9 月，地平线征程 5 芯片搭载在理想汽车的另外一款明星车型理想 L8 Pro 上。

实际上，自 2022 年 9 月在理想 AD Pro 上官宣首发量产至今，征程 5 出货量已突破 10 万片，累计获得 9 家车企多达近 20 款车型的量产定点，包括理想、比亚迪、蔚来、埃安等新势力车企，也包括外资和合资车企；而今年也将有更多款搭载征程 5 的合作车型量产落地。

结合 BPU 的进化过程整体来看，从 2020 年 3 月宣布首次量产上车至今，地平线的征程系列芯片出货量突破了 300 万片，与超过 20 家车企共计 120 多款车型达成量产定点合作，陪伴用户行驶百亿公里里程。

可见，以 BPU 的持续进化为基础，地平线所选择的技术路径已经在商业落地层面得到了充分验证。

过去 3 年，地平线先后量产上车了征程 2、征程 3 和征程 5 三颗芯片，单芯片算力从 4TOPS 提高到 128TOPS，通过征程 5每秒处理 1718 帧图像的真实计算性能支撑了从 ADAS 到高速 NOA 落地的跳跃。

而为了推动自动驾驶平均 MPI 实现 5 年 1000 倍的提升，满足不断创新的算法和模型规模的要求，自动驾驶所需要的算力和带宽还需要持续提升，地平线认为这还需要提高至少 1 到 2 个数量级。

值得一提的是，地平线在今年提出了基于 BEV+Transformer 的端到端的算法算法框架，这套架构已经在征程 5 上得到闭环验证，包括纯视觉 BEV 动静态环境感知等技术都会即将达到量产状态——显然，这一动向，与 BPU 纳什的前瞻设计是密切关联的。

总体来说，BPU 的不断进化，是地平线结合智能驾驶的技术发展路径和商业落地实践共同推进的结果，既有很强的技术前瞻性，更有非常明确的商业连续性。

地平线的理想主义和现实主义

地平线新一代 BPU 的发布，还有不可忽视的大背景：智能驾驶正在走向大规模量产落地。

基于这个背景，42 号车库认为，智能驾驶在落地层面已经形成了一些新趋势。比如说：从量产车的角度，继续依赖堆砌处理器的算力，已经不再是主流做法，也难以很明显地达到与硬件投入相匹配的用户价值；同时，在算力满足需求的前提下，整个行业的众多玩家更注重于软件和算法层面不断的优化迭代。

这一点，也与地平线创始人兼 CEO 余凯对于智能驾驶的观点形成了强烈呼应——此前，余凯曾经在中国电动汽车百人会上表示：

芯片算力与用户体验不完全成正比，单纯在芯片上堆算力并不能打造更好的智驾系统。当前智驾系统的算力从几十 TOPS 到 1000TOPS ，但其实最终的用户体验并没有那么大区别。所以现在真正要做的，是通过不断算法优化和更多数据，去提升 L2+ 用户体验，逼近系统工程上限，为消费者创造价值。

正是基于这一考量，地平线的最新一代 BPU 才选择了构建面向大参数的 Transformer 的统一的计算架构，并在架构上面优化它的计算效率，降低功耗。本质上，这深刻地反映了地平线在技术路径上对于软硬件结合的坚持。

值得强调的是，对于智能驾驶的未来发展，余凯的态度也是非常冷静的。

他认为，自动驾驶的发展，面临最严峻的系统级技术挑战、开放的自然场景，系统的随机性和不确定性，以及时变系统和多主体的博弈，可能是人类工业史上最有挑战的系统工程——因此，智能驾驶在未来十年内都将保持 L2+ 的阶段，完全的自动驾驶只是会在部分专用道路上实现。

所以，整个产业能够做的就是持续优化用户的高级辅助驾驶体验。而地平线所做的，就是在软硬结合的基础上，在算力、模型规模、算法、数据、基础设施等方面不断推进，从而推动智能驾驶的渐进式发展。

在 42 号车库来看，这显然是一种更加务实、更加贴近行业发展规律的策略。

同时，面对智能驾驶的整体行业发展，地平线的自我定位也非常务实和开放。具体来看：

定位于 Tier-2，秉承「灵活开放、丰俭由人」的商业模式，通过开放软件 IP 授权、BPU IP 授权等多种方式，打造智能汽车时代的「ARM + Android」模式，基于「芯片+工具链+参考算法」的开放技术方案，助力车企和产业链伙伴差异化智驾方案的高效开发与落地。

连最底层的 BPU IP 授权都包括在内，足以见到：地平线的开放策略是非常彻底的。

不过，在落地策略上坚持理性务实的同时，地平线依旧有着对于智能驾驶未来发展的理想和坚定信念，那就是：未来十年，电动汽车标配自动驾驶系统，每十万公里接管 1 次，通勤效率比人快 10%，舒适度达到五星，同时通勤范围可以覆盖 99% 的道路。

对此，地平线副总裁兼软件平台产品线总裁余轶南博士也表示：

最终，在端到端的巨型模型算法，接近人脑的计算能力和超大规模的云端计算平台以及数据的共同推动下，我们非常确信在 10 年内，自动驾驶的技术会从现在分阶段的范式走向对物理世界的统一表达，通过对世界的多样性的建模，能够产生含有世界知识的驾驶模型。通过认知慢系统和本能快系统的结合，让我们可以完成自动驾驶的十年愿景。

有趣的是，从「未来十年依旧是 L2++」的判断，我们看到了地平线在商业落地层面的现实主义；从「电动汽车标配自动驾驶系统」的十年愿景，我们又看到了地平线在技术洞见方面的理想主义——从这个角度来看，从这个角度来看，BPU 架构的持续演进，也可以看做是地平线在理想主义和现实主义的双重考量中做出最终选择的一个有力印证。

当然，在现实主义和理想主义的交汇中，地平线作为中国智能驾驶走向大规模商业落地的重要推动者的形象，也开始显得更加清晰而具体。