文丨李安琪
编辑丨李勤
“把命运放在供应商手上,是很吓人的。”
这是2020年,王启研最深刻的体会之一。当时蔚来已经卖车2年多,但是汽车联网模块仍存在用户抱怨的情况,甚至上升为“CEO工程”。公司创始人李斌给当时负责数字网关的王启研下了死命令,“这个问题必须解决好!”
复盘下来,王启研发现,问题根源出在通信模块上,这是从一家欧洲供应商采购而来的黑盒方案,蔚来内部只能看到模块出现异常,但很难定位到具体漏洞。
最后是李斌亲自打电话给供应商CEO,蔚来中美团队与供应商欧洲团队隔天开一次会,在大量用户数据测试下,才帮供应商找到问题根源。“但如果是我们自己的代码,可能两天就解决了。”
这让蔚来坚定了,掌控汽车底层软件技术的想法。
即便因为投入巨资而受到争议,蔚来没有放弃构建他们的智能电动汽车技术版图:从最上层的智能应用,深入至智能驾驶芯片,甚至是更底层的整车操作系统。
最近科技日上,蔚来就全量发布了整车全域操作系统——天枢SkyOS。
事实上,车企涉猎操作系统不算罕见,但基本服务于智能驾驶、智能座舱等领域,而蔚来自研的天枢SkyOS操作系统的目标是——整车全域,覆盖智能驾驶、车控、车联、数字座舱等,相当广泛。
蔚来甚至还会深入到自研芯片的底层软件。“我们为神玑芯片提供一整套底层软件的能力,包括仿真、虚拟化、OS、中间件、工具链等。”王启研说。
搭建整车操作系统件并非易事。手机、电脑等操作系统管理的硬件不超过10个,而智能汽车的整车电子零部件上百个,要协调的硬件数量与软件复杂度都急剧上升,对系统的数据吞吐量、低时延、安全以及稳定性,有相当高要求。
天枢SkyOS是过去四年时间里,王启研与团队300多人凝心聚力的成果。
具体来看,SkyOS有一个虚拟化平台、4个操作系统内核,以及N个中间件工具链等。据王启研介绍,最底层虚拟化平台的作用其实是整合与再分配,给不同类型的应用提供共享的资源池。
在虚拟平台之上,蔚来4个操作系统内核覆盖了智能驾驶、车控、车联、数字座舱等领域。比如SkyOS-R操作内核可以部署智能驾驶域的大部分功能,该内核有高性能、高实时性等特性。
近日在与36氪的交谈中,王启研分享了蔚来必须做整车操作系统的理由。
“未来的汽车将成为一个由AI驱动的智能体。”王启研多次强调这一观点。科技日上,CEO李斌也史无前例地肯定了AI的重要性:一个成功的智能电动汽车公司,一定是一家成功的AI公司。
王启研认为,汽车未来将会有越来越多的智能化融合,而非单点数字化升级。比如蔚来的天行全主动智能底盘,即便在车前盖叠放香槟高脚杯,路过连续起伏的路面时,也能如履平地。这个底盘功能的实现,就需要从智驾芯片平台调用算力来实现,是典型跨域应用。
尤其是当汽车的电子电气架构,从分布式转向跨域融合,再到中央集成式后,车辆的电子功能实现交给了数个甚至一个计算平台。届时,汽车也将成为由AI驱动的智能体,可以充分调动整车所有能力,拉高智能天花板。
“所以当全新电子电气架构诞生的时候,需要相应的OS来支持集中式中央计算、AI大算力、高吞吐、复杂调用的需求。”王启研说道。
按照蔚来的规划,蔚来的天枢SkyOS下一步,还将更加深入支持自研的神玑芯片落地、舱驾融合、以及车内的AI原生应用体验等。
王启研认为,AI大模型参数量非常大,对车端算力和内存要求很高,同时AI模型本地化部署会是明显趋势。“但我们不希望本地资源光跑模型,把车端算力资源用完了。所以资源的优化、精致使用将是一个长期主题。”
以下是36氪汽车与蔚来数字系统副总裁王启研的对话,经编辑:
36氪汽车:现在车企大多在应用层的智能座舱、智能驾驶做系统,蔚来做整车操作系统,希望能发挥出什么样的效果?
王启研:从若干层面来看,第一,有了整车全域操作系统底座后,可以让一些原本不太可能的智能功能变得可能。比如蔚来天行智能底盘,它涵盖了智能驾驶、底盘、网关、云端、手机端的东西,还有通信,数据分享,是一个非常复杂的体系。
如果每个软件栈独立存在,没有相互打通,在实现这个功能时,会发现延时很高,根本没有办法及时响应,或者没法做很复杂的算法。拉通软件平台,可以实现更复杂的功能。
另一个维度是,智能汽车已经发展了快10年时间,整个生命周期的软件产品维护,会是个更加显著的问题。能不能在全生命周期内,给用户提供最新的体验?对一个有多品牌、多产品线、多车型,多地区运营,未来有百万用户群体的车企来说,要做到这件事情本身非常难。
举个例子,一款车大概50-60个ECU,每个ECU有不同版本,整车有上百个大功能,几百个小功能,如果要做一次软件更新,这么多硬件版本,整体测试工作量可以想象有多大。所以一定要有个平台,能分层解耦,才能在不断推出新车型时,保持软件更新的效率。随着车辆保有量越来越大,体系化能力的底座发挥的作用会更加明显。
36氪汽车:提到操作系统,大家会想起Windows、安卓、iOS,蔚来SkyOS基于什么开发?有开源的部分吗?
王启研:我们不会依赖外部厂商或者合作伙伴,因为这个能力未来可能不只服务于我们自己,还可能服务行业其他友商,这决定了我们设计操作系统时的一些决策。
我们的操作系统没有一样东西是依赖于外部的,绝大多数都是我们工程师设计和开发的,有一小部分基于开源,就像安卓也是基于Linux内核长出来的体系。我们希望借助一些开源项目以及自研,实现自主可控。
36氪汽车:可以不可以总结为,谁家到底信不信仰智能汽车,就看谁干不干整车OS?
王启研:可以这么说,大家对智能电动汽车形态的理解,决定了如何布局技术。我们觉得将来的汽车一定是以AI为驱动的智能体,把整车能力充分调动起来,所以需要一个底层平台拉通车内与外界、车端云端整合在一起。
36氪汽车:做为先行者,你觉得开发过程中比较大的难题是什么?有哪些技术攻坚?
王启研:我跟一些朋友聊,他们往往遇到第一个问题是战略。下定决心干这个事,是需要足够魄力的,要想的足够清楚,这可能是第一个坎。然后才是怎么设计,需要什么供应链。好在,斌哥有很强的前瞻性,给了大量支持,我们第一个难题基本没有遇到,直接进入执行阶段。
技术攻坚方面,可能要分阶段分步骤,比如NT2.0阶段,我们先找了一个最刚需的领域,先把能力建立起来,后面不断优化。我们不一定面面俱到,但一定要满足特有需求。比如新架构下支持大算力、资源调度、通信延迟、可靠性等,我们要用最少的资源最少的时间把这个事干好。
36氪汽车:你们做整车OS的边界是什么,芯片的底软涉及吗?
王启研:一些芯片厂商确实会对底层软件有限制。这个可能要根据公司的策略来选择,比如智驾现在都是英伟达的芯片,后面我们也会有自己的神玑芯片,我们为神玑芯片提供一整套底层软件的能力,包括仿真、虚拟化、OS、中间件、工具链等。
36氪汽车:SkyOS能给用户最直观的价值和体验是什么?
王启研:比如天行底盘就借智驾Orin的算力。这个是通过硬件虚拟化,就是给不同类型的应用提供共享的资源池,这是一个典型的虚拟化动作。还有我们体系化的底层支持,可以实现更好的安全性可靠性,比如AEB刹停时间减少50%。
我们在NT3.0会有神玑和Orin两种智驾芯片配置,我们在神玑上有整套SkyOS战略;英伟达实际是对底软这块是有要求的,但我们不是说不能跑,但确实有些限制。
36氪汽车:小鹏、理想需要的OS跟蔚来的需求,会有不一样的地方吗?
王启研:新势力在智能电动汽车产品的规划上基本还是一致的,只是大家在具体路径、策略、节奏上可能不太一样。我们更看长期一点的布局,不是6个月就能做完的东西。很多车型的维护成本、效率难题会慢慢体现出现,我们预知的早一些,大概2020年就看到了。
36氪汽车:鸿蒙OS也用在车上,跟蔚来SkyOS有什么差异吗?
王启研:鸿蒙OS主要面向座舱领域,但我们在最早设计时,就把整车融合的诉求都考虑进去了。我们是主机厂,还是有先天优势。
在一代平台或者是早期研发过程中,我们也积累了很多的经验,也有一些教训,所以我们知道想要全生命周期的维护,需要一个什么样的OS支持,跟只覆盖座舱还是有些区别。
36氪汽车:整车操作系统出来后,组织内部的开发方式都发生变化了吗?
王启研:我们确实进入到了多品牌、多车型快速增长的阶段。如果还按照原来的车型节奏,没办法同时推进这么多车型。我们作为中间的标准平台,可以提供标准接口,他们可以在不同的硬件配置上同时开发,而且模块可以分享,共享率达到90%以上。
另外,大家可能比较容易忽略的是工具链。OS开发都需要有趁手的工具链。在AUTOASAR的年代,可能配套的是达芬奇工具链,但那个平台本身有局限性。现阶段造车需要共同合作,快速迭代、随时测试,所以我们也是花了很大精力打造了一整套工具链,从设计、开发、集成、测试、仿真、调试等,这是SkyOS能迭代效率更快、更多复用,真正发挥能力的关键。
36氪汽车:以前AUTOSAR是面向零部件供应商的软件协议,有了天枢SkyOS,你们跟供应商的合作关系会发生变化吗?供应商零部件的价值会降低?
王启研:在汽车架构技术升级过程中,供应商的角色调整是一个不可避免的事情。我们原来车上有很多小黑盒子,功能怎么实现我不知道。但有了天枢后,我们可以把功能集成在域控制器,可以节省大量成本,也提高了整车生命周期的效率和降低迭代成本。
这个过程中,供应商怎么办呢?供应商能做的就是深耕功能,积累know-how,与OEM探索新的合作模式,比如在我们的平台上开发的功能。其实整车OS并不是唯一推动供应商角色转变的因素。整个汽车技术架构的变化,就会造成合作方式的改变。
我们也开发了一些小工具,能把AUTOSAR的代码转化成兼容我们操作系统的东西。但AUTOSAR是20年前的架构,非常老旧,设计有先天不足,可以把AUTOSAR转化、适配我们的接口,但可能没有办法最优使用我们的系统资源。
36氪汽车:蔚来会部署舱驾一体吗,SkyOS对于舱驾融合的支持怎么样?
王启研:车上的硬件资源其实可以归类,比如高安全性、低延时、高可靠性这些,主要是把应用所需的运行环境进行分类。但算力资源的模块划分不一定是按照物理的芯片SoC硬件来划分,而是通过虚拟化技术来实现资源划分。
虚拟化其实在云端系统已经是20年的行业标准了。如果每个应用都有自己的服务器,服务器绝大多数时间的资源利用可能是10%,90%是浪费的,所以要把资源能共享给多个用户,利用率会高很多。
车上,智驾和座舱的算力需求都蛮大的,但无非是CPU、GPU、NPU、ISP,如果归类然后组合,通过隔离虚拟化的技术,保证资源模块相互之间没有影响,可以实现更高算力应用,也就是更低bom成本。
比如共享摄像头数据,以前可能要走以太网传输,占用大量带宽,还有两边存储的CPU资源,但如果放在一个硬件上,通过共享内存的方式来分享,资源消耗率基本上是很低,这也是跨域融合的好处。
舱驾融合的目标,也在我们的规划里,我们的芯片会支持。
36氪汽车:也就是说会看到神玑“1托N”的局面,大概在什么时间?
王启研:在NT3上就会有。神玑是一个巨大的资源池,我们要把它充分的利用起来,不光是座舱分享,其他智能应用都可以使用。
36氪汽车:SkyOS未来3~5年的中长期目标会是什么?
王启研:主要的方向是更加深入支持AI原生应用的体验。我觉得未来汽车会成为一个AI综合能力很强的智能体。现在机器人领域最火的是具身智能,但车是应用更广泛、数量更大的机器人。这个产品形态下,硬件架构和OS都会有新的诉求。
36氪汽车:像大语言模型或者视觉语言模型上车,对整车操作系统有什么挑战?
王启研:AI大模型的参数量非常大,对算力和内存的要求有很大,我们要能最高效支持AI大模型的部署,包括异构算力的使用,也要更加高效。
我们有神玑这样的集中式资源池,也有高通座舱芯片的算力,需要把异构硬件整合利用起来,车端和云端的整合都需要优化。
我们应该是车企中最早使用边缘云技术的,车与云之间可以做到非常低的延时,给用户提供低延时的服务。在大算力大模型时代,如果想给大模型提供公共资源,一个好的办法就是,利用5g边缘云的低延时能力,端上和云上就可以做实时交流。
AI模型本地化部署的确是个很明显的趋势,但我们不希望本地资源光跑模型,把车端算力资源用完了。所以资源的优化、精致使用是一个长期主题。