Tesla + AMD + GlobalFoundries: брак на небесах или беспочвенные слухи?

Пару недель назад один из американских телеканалов опубликовал сообщение о том, что якобы автопроизводитель Tesla подписал контракт с AMD на разработку микросхемы для автопилотирования транспортных средств. Телеканал при этом ссылался на руководителя GlobalFoundries как на одного из источников данной информации, однако пресс-служба GlobalFoundries опровергла причастность своего исполнительного директора к возможному раскрытию планов партнёра. Поскольку дыма без огня не бывает, а AMD действительно создаёт процессоры на заказ для различных применений, давайте попробуем разобраться, что известно до сих пор, что является слухами и какие перспективы могли бы быть у сотрудничества трёх упомянутых компаний.

Что известно достоверно?

Одним из главных преимуществ автомобилей Tesla Model S/X/3 на данный момент является наличие работающего автопилота второго уровня (согласно классификации департамента по национальной безопасности движения на шоссе министерства транспорта США, более подробно о классификации можно прочитать здесь и здесь). Так, автопилотом экипированы все Model S, выпущенные начиная с конца сентября 2014 года, а также все Model X и Model 3. При этом Model S и Model X, изготовленные с сентября 2014 по конец сентября 2016, используют для автопилота аппаратную платформу MobilEye EyeQ3 (в Tesla её называют Hardware 1), а более поздние (включая Model 3) — экипируются NVIDIA Drive PX2 и новым набором датчиков и камер (Hardware 2). В Tesla говорят, что Hardware 2 способна обеспечить все возможности для полностью автономного вождения пятого уровня в долгосрочной перспективе, а кроме того сам компьютер для автопилота является модернизируемым (т. е. может быть заменён на что-то помощнее).

Полагая, что решения сторонних компаний не всегда могут обеспечить требуемую производительность и возможности для автопилота пятого уровня, некоторое время назад в Tesla создали собственное подразделение по разработке микросхем и другого аппаратного обеспечения. Разработкой аппаратного обеспечения для автопилотирования в Tesla руководит Джим Келлер (Jim Keller), известный разработчик микросхем, создавший прорывные процессорные архитектуры для AMD и Apple. При этом отдел по разработке компьютерного зрения (Computer Vision, CV) и искусственного интеллекта (Artificial Intelligence, AI) в рамках автопилота Tesla возглавляет Андрей Карпатый (Andrej Karpathy), известный эксперт в данных областях.

Следует понимать, что «железо» для автопилота — это далеко не только мощный процессор и программное обеспечение, но и набор из радаров, лидаров, камер, различных коммуникационных технологий, а постоянное соединение по сетям 5G — перспектива для автомобилей в ближайшие пять лет. Предполагается, что основной задачей Джима Келлера является создание системы на кристалле (system-on-chip, SoC) с широкими возможностями в области искусственного интеллекта. Однако поскольку речь идёт о комплексе, можно предполагать, что задачи руководителя подразделения несколько шире разработки одной SoC.

Согласно сообщениям…

Ранее в сентябре телеканал CNBC сообщил, что Tesla подписала договор с AMD на разработку процессора на заказ, который стал бы сердцем будущей системы автопилотирования транспортных средств компании. При этом компания указала на то, что якобы данный факт подтвердил в том числе Санджей Джа (Sunjay Jha), исполнительный директор GlobalFoundries на конференции GTC 2017. По данным CNBC, под руководством господина Келлера находится «более 50 человек», а Tesla стремится к вертикальной интеграции разработки и производства компонентов своих автомобилей.

Хотя данное сообщение подняло акции AMD на 5 %, оно содержит целый ряд неточностей, которые заставляют усомниться в его достоверности.

Во-первых, Санджей Джа не делал заявлений касательно работы AMD с Tesla в рамках конференции GTC 2017 (я это знаю потому, что присутствовал в зале). Компания GlobalFoundries действительно предлагает немалое количество технологических процессов, ориентированных на разработчиков микросхем для транспортных средств. Кроме того, в конце выступления главы GF был показан видеоролик с футуристическим автомобилем, а в дальнейших маркетинговых материалах в качестве иллюстраций была использована Model S (GF — калифорнийская компания, какой ещё известный автомобиль ей использовать в качестве иллюстраций?). Однако делать выводы о контракте Tesla с AMD на основе визуальных материалов GlobalFoundries является довольно странным действием.

Во-вторых, команда разработчиков автопилота в количестве «более 50 человек» смотрится скорее как стартап, нежели подразделение Tesla, в которой работает в общей сложности 33 тысячи человек. К примеру, MobilEye на момент покупки Intel имела 750 работников.

В-третьих, Tesla действительно стремится к вертикальной интеграции. Однако все автопроизводители закупают целый ряд компонентов и узлов своих транспортных средств на стороне. Это касается в том числе набортных компьютеров, достаточно вспомнить партнёрство Intel и BMW, а также NVIDIA и Audi.

Несмотря на целый ряд странностей в сообщении телеканала, рациональность работы Tesla с AMD и GlobalFoundries есть, причём существенная.

(Возможный) Союз Трёх: перспективы

Любая современная высокоинтегрированная микросхема включает в себя как вычислительные ядра общего назначения, так и специализированные блоки, нацеленные на определённые рабочие нагрузки. В настоящее время немалое количество компаний разрабатывают различные микросхемы для работы AI-приложений со специализированными вычислительными ядрами. Тем не менее, тягаться с AMD, Intel, IBM и некоторыми другими компаниями в области высокопроизводительных ядер общего назначения отваживаются немногие. К примеру, даже среди разработчиков ARMv8-совместимых процессоров лишь Apple, Qualcomm, Samsung и NVIDIA создают собственные ядра (при этом опыт Samsung трудно назвать удачным). Остальные создатели SoC — лицензируют готовые у ARM, иногда дорабатывая их. Таким образом, есть очень ограниченный список компаний, способных создать действительно быстрые процессорные ядра общего назначения. Если же говорить о создании микросхемы на заказ для систем автопилотирования, то из списка смело можно вычёркивать по меньшей мере две из них.

Следует помнить, что ни один автопроизводитель пока не решился на разработку даже собственного компьютера для автопилотирования, не говоря о создании процессорных ядер для своих SoC. Судя по всему, Tesla хочет стать первой компанией из автоиндустрии с собственным SoC для автопилота, однако разрабатывать под эти цели микроархитектуру — что займёт годы и обойдётся в сотни миллионов, если не миллиарды, долларов — едва ли имеет большой смысл.

Проработав в AMD с 2012 по 2015 годы и создав микроархитектуры Zen и K12, Джим Келлер знает, на что способны современные вычислительные ядра AMD. Кроме того, господин Келлер изнутри знает, как устроена работа в подразделении AMD, ответственном за создание чипов на заказ. Принимая во внимание нежелание создавать собственные ядра общего назначения, а также недавнее прошлое господина Келлера, вероятность сотрудничества Tesla с AMD существенно возрастает. Она возрастает ещё больше, если вспомнить о том, что технологический процесс GlobalFoundries 12LPP рассчитан не только на CPU и GPU AMD, но и на SoC для автомобилей. Если бы AMD создавала микросхему на заказ для Tesla, то она смогла бы использовать в ней целый ряд уже готовых блоков.

Как упомянуто выше, система автопилотирования — это не только компьютер и программное обеспечение, а целый комплекс устройств. Разработка специализированного SoC с AMD или другим разработчиком может быть лишь частью плана по созданию собственной системы автопилотирования. Современные радары для автомобилей используют для обнаружения объектов радиоволны с частотой 77 ГГц и базируются на микросхемах, произведённых по основе соединения кремния и германия (SiGe). При этом техпроцессы SiGe не могут похвастаться большой плотностью транзисторов. Нормы производства с шириной затвора транзистора в 90 нм считаются передовыми.

GlobalFoundries является одной из немногих, кто вообще предлагает SiGe и при этом разрабатывает 55-нм SiGe техпроцесс. Создание радаров по последней технологии имеет большой смысл, поскольку позволяет переместить часть вычислений непосредственно в микросхему данного устройства, что снизит задержки при обработке данных и принятию решений автопилотом. Иными словами, если бы Tesla решила делать собственные радары для своих машин, а затем выбрала бы технологию 55 нм SiGe для их производства, её автопилот получил бы конкурентное преимущество. При этом создание собственного радара никак не связано с работой с AMD.

Мысли по поводу

На сегодняшний день возможное сотрудничество Tesla c AMD и GlobalFoundries является слухом. Кроме того, мы не знаем, насколько серьёзную вертикальную интеграцию планирует Tesla и что именно компании могло бы понадобиться от указанных технологических фирм. К примеру, все автомобили Tesla Model S экипированы модемами, а AMD едва ли смогла бы интегрировать таковой в SoC на заказ (что является аргументом против участия AMD в проекте).

Тем не менее, принимая во внимание прошлое Джима Келлера, наличие у AMD высокопроизводительных процессорных ядер и бизнеса по созданию SoC на заказ, а также перспективные техпроцессы GlobalFoundries (12LPP и 55 нм SiGe), вероятность сотрудничества Tesla с AMD и/или GlobalFoundries видится довольно высокой. От подобного сотрудничества Tesla могла бы получить передовые ядра общего назначения, отличные возможности в области обработки графики, а также продвинутые нормы производства и ряд других возможных преимуществ.

Микросхемы для автомобилей и других подобных устройств всегда продаются с большой премией — это плата за повышенную надёжность — которая будет делиться AMD и GlobalFoundries. Однако даже если Tesla начнёт устанавливать собственный автопилот вместо NVIDIA Drive PX начиная с 2019 года, то будет интересно узнать, сколько именно микросхем удастся реализовать AMD. Следует помнить, что продажи автомобилей Tesla Model S и Tesla Model X составляли в последний год в общей сложности по 25 тысяч за квартал. Если продажи Model 3 будут составлять 40 тысяч в квартал, то общее количество электромобилей Tesla составит около 65 тысяч за четверть, или 260 тысяч в год с возможностью роста. Это неплохая цифра. Но даже если AMD будет получать по $300 за готовый чип (что является весьма высокой ценой), это принесёт ей $78 млн в год, что явно не так много по сравнению с консольным бизнесом AMD (около $2 млрд за 2016 финансовый год).