在剛過(guò)去的8月，馬斯克在推特上公布了關(guān)于 Autopilot 以及 FSD 的兩條重要消息：

AP 團(tuán)隊(duì)正對(duì)軟件的底層代碼進(jìn)行重寫(xiě)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)；全新的訓(xùn)練計(jì)算機(jī) Dojo 正在開(kāi)發(fā)中。

重寫(xiě) AP，是今年馬斯克在推特上不斷提及的一項(xiàng)重要行動(dòng)。在回應(yīng)推友提問(wèn)時(shí)，馬斯克會(huì)時(shí)不時(shí)披露 AP 將有的新功能，比如：

對(duì)路面上的隆起和坑洞（bumps&patholes）的識(shí)別；

對(duì)環(huán)島路況（roundabouts）的處理等等。

特斯拉對(duì) AP 的全面重寫(xiě)，包括了對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)注、訓(xùn)練、推理全流程的重構(gòu)。

而基于新架構(gòu)的 FSD 將不再是漸進(jìn)式的優(yōu)化，而是一次「量子式躍升」（馬斯克原文是 quantum leap）。馬斯克在7月的世界人工智能大會(huì)上表示「有信心在今年完成開(kāi)發(fā)L5級(jí)自動(dòng)駕駛的基本功能」，馬斯克能夠?qū)崿F(xiàn)他的承諾嗎？

特斯拉為什么要在這個(gè)階段對(duì) AP 軟件進(jìn)行重寫(xiě)？重寫(xiě) AP 到底要重寫(xiě)些什么呢？作為當(dāng)下市面上量產(chǎn)最強(qiáng)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，AP 走向何方，F(xiàn)SD 何時(shí)到來(lái)？

特斯拉 AP 兩大新進(jìn)展

身兼特斯拉 AP 團(tuán)隊(duì)的最高負(fù)責(zé)人，馬斯克經(jīng)常充當(dāng)著軟件測(cè)試員的角色。根據(jù)馬斯克在推特上透露，他本人經(jīng)常開(kāi)著搭載 FSD 最新測(cè)試版本的特斯拉上下班，馬斯克稱(chēng)在他使用系統(tǒng)的過(guò)程中，幾乎不需要人工接管。

基于此，他樂(lè)觀估計(jì)，最快在6-10周后（也就是10月-11月份），就可以向小規(guī)模地向用戶(hù)推送 FSD 測(cè)試版本。

作為重寫(xiě) AP 的一部分，馬斯克還向外界介紹了其全新的用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN）訓(xùn)練的超級(jí)計(jì)算機(jī) Dojo。 Dojo 在日語(yǔ)中意為「道場(chǎng)」，現(xiàn)在它成為了特斯拉訓(xùn)練數(shù)據(jù)的「道場(chǎng)」。

Dojo 將專(zhuān)門(mén)用于大規(guī)模的圖像和視頻數(shù)據(jù)處理，其浮點(diǎn)運(yùn)算能力達(dá)到了 exaflop 級(jí)別，也就是每秒運(yùn)算百億億次。正因此，馬斯克稱(chēng) Dojo 如野獸一般。

需要注意的是，Dojo 計(jì)算機(jī)將配合無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法（unsupervised learning），來(lái)減少特斯拉對(duì)于數(shù)據(jù)人工標(biāo)注的工作量，這樣來(lái)幫助其數(shù)據(jù)訓(xùn)練效率實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)提升。 馬斯克還在推特上發(fā)布英雄帖，為自家的 AI 和芯片團(tuán)隊(duì)招人。

目前，Dojo 計(jì)算機(jī)仍在開(kāi)發(fā)中，從 V1.0 開(kāi)始，大約一年后才會(huì)有成果。

有了全新的 AP 軟件架構(gòu)以及強(qiáng)大的數(shù)據(jù)訓(xùn)練計(jì)算機(jī) Dojo，難怪馬斯克會(huì)對(duì)其 FSD 的落地進(jìn)展如此自信。 但話說(shuō)回來(lái)，特斯拉為什么要在這個(gè)階段對(duì) AP 軟件進(jìn)行重寫(xiě)？還是以這樣一種推倒重來(lái)的方式。

為什么特斯拉要重寫(xiě) AP？

現(xiàn)在的 AP 已經(jīng)碰到了性能瓶頸，必須要進(jìn)行升維革命，否則難有大的突破。

馬斯克用了一個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)表述這個(gè)問(wèn)題，他認(rèn)為過(guò)去 AP 被困在一個(gè)局部最大值（Local Maximum）里面，要向上突破已經(jīng)非常困難了。

其中一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題在于，原有 AP 軟件架構(gòu)下，其處理的數(shù)據(jù)都是不含有時(shí)間坐標(biāo)的 2D 圖像數(shù)據(jù)。 再想往上去處理 3D 甚至 4D（加上時(shí)間維度） 的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)從圖像級(jí)處理到視頻級(jí)處理的躍遷， AP 固有的軟件和訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)難以勝任。

關(guān)于引入 4D 數(shù)據(jù)帶來(lái)的影響，一位來(lái)自國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛公司的工程師向汽車(chē)之心分析：

因?yàn)橛辛藭r(shí)間維度，系統(tǒng)就能知道目標(biāo)物的運(yùn)動(dòng)，對(duì)其行為進(jìn)行預(yù)測(cè)，而且，系統(tǒng)處理目標(biāo)物識(shí)別、分類(lèi)以及場(chǎng)景的重構(gòu)這類(lèi)任務(wù)會(huì)更加輕松。

總之，加入時(shí)間維度，很大程度上是提高系統(tǒng)對(duì)整體場(chǎng)景的理解。 AP 要再往前走，必須進(jìn)行革命，所以特斯拉這才決定重寫(xiě) AP。

另一方面，因?yàn)閿?shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成 4D，信息量更豐富，整個(gè)數(shù)據(jù)的容量也會(huì)變大，這也給特斯拉 AP 現(xiàn)有的用于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)了挑戰(zhàn)，所以就有了 Dojo。 所以， AP 為了實(shí)現(xiàn)性能和功能上更大的突破，倒逼其對(duì) AP 基礎(chǔ)代碼以及訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行重構(gòu)。

這樣工作量龐大的復(fù)雜工程也成為 FSD 遲遲推出不了落地版本的重要原因。

除了在車(chē)載軟件和訓(xùn)練服務(wù)器端變革，特斯拉在車(chē)載硬件端也做好了準(zhǔn)備，就是其自研的 FSD 芯片。

FSD 已經(jīng)在去年4月份開(kāi)始量產(chǎn)并搭載在特斯拉的車(chē)端。一位對(duì)熟悉特斯拉的業(yè)內(nèi)人士表示：

在 FSD 發(fā)布后的一段時(shí)間里，特斯拉 AP 團(tuán)隊(duì)仍是基于 HW 2.x 的硬件（英偉達(dá) Drive PX 平臺(tái)）進(jìn)行功能開(kāi)發(fā)，直到今年年初，特斯拉才開(kāi)始全面轉(zhuǎn)向基于 FSD 芯片的軟件開(kāi)發(fā)。

相較于英偉達(dá) Drive PX 平臺(tái)，特斯拉 FSD 芯片在基礎(chǔ)算力和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理效率方面都有革命性提升，而且在視覺(jué)處理性能上，F(xiàn)SD 相較于英偉達(dá)的芯片有更大的優(yōu)勢(shì)。

所以趁著這一次特斯拉重寫(xiě) AP，整個(gè)系統(tǒng)需要處理的數(shù)據(jù)升維到了 4D，對(duì)計(jì)算硬件的要求指數(shù)級(jí)提高，F(xiàn)SD 的強(qiáng)大性能便終于有了廣闊的用武之地。

引入 FSD 芯片的 AP 在性能上會(huì)有多大提升？ 馬斯克此前在接受 Youtube 視頻博主采訪時(shí)透露過(guò)：

如果特斯拉全車(chē)的 8 顆攝像頭以36幀/秒的速度運(yùn)行（性能拉滿(mǎn)），軟件則會(huì)基于 FSD 芯片的算力同步進(jìn)行 3D 標(biāo)注（2D 圖像+深度信息），這會(huì)使標(biāo)注效率提升3倍，準(zhǔn)確性也會(huì)大幅提升。

特斯拉重寫(xiě) AP，除了馬斯克口中所說(shuō)的要突破「Local Maximun」以及挖掘 FSD 芯片的極限性能這兩方面的原因之外，還有一種可能性存在。硅谷一位資深自動(dòng)駕駛工程師告訴汽車(chē)之心：

特斯拉現(xiàn)有的 AP 系統(tǒng)和后續(xù)要推出的 FSD 是兩套獨(dú)立開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。

前者的架構(gòu)是針對(duì)于 L2/L3 級(jí)自動(dòng)駕駛，而 FSD 的目標(biāo)從一開(kāi)始就是 L4/L5 級(jí)自動(dòng)駕駛。因此，兩套系統(tǒng)在架構(gòu)上有本質(zhì)的差異，兩者差著一個(gè)代際。

后續(xù)，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，F(xiàn)SD 也走向成熟，特斯拉決心把 FSD 和 AP 的框架進(jìn)行整合。 但問(wèn)題是，兩個(gè)系統(tǒng)中有些模塊可以融合，但是有些模塊是融合不了的，畢竟一個(gè)為 L2 開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)很難直接演變成 L4 系統(tǒng)。 所以特斯拉 AP 團(tuán)隊(duì)要改寫(xiě) AP 軟件的框架和代碼，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)間的完美兼容，這樣的話，后續(xù)才能以統(tǒng)一的版本推送給購(gòu)買(mǎi)了全自動(dòng)駕駛選裝包的特斯拉車(chē)主。

實(shí)際上，我們也能從 AP 這些年的功能更新中發(fā)現(xiàn)一些蛛絲馬跡：

2017年3月，推送自動(dòng)泊車(chē)和自動(dòng)輔助變道功能；

2018年10月，推送自動(dòng)輔助導(dǎo)航駕駛（NoA）功能；

2019年9月，推送智能召喚（Smart Summon）；

2020年4月，推送識(shí)別交通信號(hào)燈和停車(chē)標(biāo)志并作出反應(yīng)（海外先行）。

AP 還在最新的迭代過(guò)程中更新了一些令人驚喜的小功能：

比如在城市工況施工區(qū)域，沒(méi)有車(chē)道線的情況下，車(chē)身兩側(cè)皆為錐形桶，AP 能做到以錐形桶為依據(jù)實(shí)時(shí)繪制車(chē)道線。 AP 系統(tǒng)還能檢測(cè)到小動(dòng)物并及時(shí)進(jìn)行避讓?zhuān)贿^(guò)特斯拉是把小動(dòng)物一律識(shí)別成人后才做出相應(yīng)的操作。

基本上，在特斯拉官網(wǎng)上標(biāo)明的 FSD 完全自動(dòng)駕駛功能，還剩下一項(xiàng)最難的、也最能代表 L4 級(jí)自動(dòng)駕駛能力的更新：在城市街道中進(jìn)行自動(dòng)輔助駕駛。為了實(shí)現(xiàn)這一難度最大的更新，特斯拉給出的最優(yōu)解就是重寫(xiě) AP。

基于以上分析，特斯拉重寫(xiě) AP 的原因便包括突破「Local Maximun」、挖掘 FSD 芯片的極限性能以及將系統(tǒng)能力從 L2 進(jìn)化至 L4。

特斯拉重寫(xiě) AP，是重寫(xiě)什么？

先來(lái)看看特斯拉 AP 現(xiàn)在最新的 AI 軟件堆棧是怎么樣的：

最底層的是數(shù)據(jù)、GPU 集群以及 Dojo 計(jì)算集群，這一層主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、標(biāo)注和訓(xùn)練，生成算法模型；

往上走就是采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)模型進(jìn)行分布式訓(xùn)練；再往上走就是用損失函數(shù)對(duì)模型進(jìn)行評(píng)估；

在評(píng)估層之上，是云端推理層和車(chē)端 FSD 芯片推理層，到這一層，意味著算法模型走完了大部分流程，然后就是部署到車(chē)端；

在車(chē)端，特斯拉通過(guò)影子模式（Shadow Mode）將這些算法模型與人類(lèi)駕駛行為進(jìn)行比對(duì)，檢測(cè)是否存在異常。

這樣的從數(shù)據(jù)采集到算法部署的閉環(huán)，目的就是讓系統(tǒng)性能不斷迭代，更加優(yōu)秀。

在這個(gè)閉環(huán)當(dāng)中，涉及到數(shù)據(jù)集、模型訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、云端和車(chē)端推理算法等等要素。

所以，當(dāng)數(shù)據(jù)形式從二維的圖像數(shù)據(jù)（2D）轉(zhuǎn)換成四維的視頻級(jí)數(shù)據(jù)（4D）后，相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和推理算法都需要進(jìn)行重寫(xiě)。

據(jù)馬斯克透露，特斯拉 AP 新版本的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)將包括感知、路徑規(guī)劃、目標(biāo)識(shí)別等所有子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合于一體。

特斯拉AI高級(jí)總監(jiān) Andrej Karpathy 在此前的一次演講中表示：

我們無(wú)法讓每一個(gè)任務(wù)都享有單獨(dú)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算，因?yàn)橥瑫r(shí)處理的任務(wù)數(shù)實(shí)在太多，我們只能把一些運(yùn)算分?jǐn)偟焦蚕砉歉删W(wǎng)絡(luò)上。

Andrej Karpathy 將這一骨干網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為 HydraNets（Hydra 意為九頭蛇），意思就是有一個(gè)主干網(wǎng)絡(luò)（Backbone），在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上有多個(gè)不同的出口（Head）來(lái)做應(yīng)用，然后輸出各自的結(jié)果。

在特斯拉 AP 最新的 AI 軟件堆棧中，有一個(gè)最值得關(guān)注的部分就是 Dojo 訓(xùn)練集群，這個(gè)集群可以處理海量的圖像、視頻數(shù)據(jù)。

引入這一訓(xùn)練計(jì)算機(jī)，一方面是為了滿(mǎn)足特斯拉 AP 系統(tǒng)此后的 4D 視頻數(shù)據(jù)處理需求。

另一方面，特斯拉在全球有超過(guò) 82 萬(wàn)輛搭載 HW 2.0/3.0 硬件的車(chē)輛每天在道路上行駛，可以采集海量的數(shù)據(jù)用于 AP 的訓(xùn)練，而如此海量的數(shù)據(jù)，必然需要具備強(qiáng)大計(jì)算性能計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行處理。

Dojo 還有一個(gè)特別之處在于，它可以與無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)進(jìn)行配合。 所謂無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)，就是無(wú)需人工對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集進(jìn)行標(biāo)注，系統(tǒng)可以自行根據(jù)樣本間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律對(duì)樣本集進(jìn)行分析，常見(jiàn)任務(wù)如聚類(lèi)等。

例如無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)在不給任何額外提示的情況下，僅依據(jù)一定數(shù)量的「狗」的圖片特征，將「狗」的圖片從大量的各種各樣的圖片中將區(qū)分出來(lái)。

有了無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)加持的 Dojo 計(jì)算機(jī)，便能以極低的成本對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)注和訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)算法性能的指數(shù)級(jí)提高。

不過(guò)，用上了無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)的特斯拉，依然有一支大約500人規(guī)模的數(shù)據(jù)標(biāo)注團(tuán)隊(duì)。

因?yàn)樵谝恍┏跏忌窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的搭建過(guò)程中，采用人工標(biāo)注的方式置信度更高。而且，特斯拉并未大規(guī)模采用無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)，現(xiàn)在都還處在嘗鮮階段。

那么，Dojo 計(jì)算機(jī)上搭載的會(huì)是誰(shuí)家的芯片呢？ 目前特斯拉自研的 FSD 芯片屬于推理芯片，用于 Dojo 計(jì)算機(jī)的芯片屬于訓(xùn)練芯片。

有業(yè)內(nèi)人士向我們分析表示，Dojo 所采用的芯片應(yīng)該是 FSD 芯片的擴(kuò)展版本。 這也是為什么馬斯克在為自家 AI 和芯片團(tuán)隊(duì)招人時(shí)，特意公布了其在研發(fā)的 Dojo 計(jì)算機(jī)的情況，大概率要招的人就是為了研發(fā)用于 Dojo 計(jì)算機(jī)的芯片。

特斯拉 FSD 走向何方

無(wú)論是大力投入資源重寫(xiě) AP 基礎(chǔ)代碼和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，還是廣納賢才開(kāi)發(fā)性能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)訓(xùn)練計(jì)算機(jī) Dojo，都體現(xiàn)了特斯拉要先人一步搞定完全自動(dòng)駕駛的決心。

特斯拉擁有龐大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集車(chē)隊(duì)，也聚集了 300 多位全球頂尖的自動(dòng)駕駛和深度學(xué)習(xí)方面的軟硬件研發(fā)人才，從數(shù)據(jù)到算法到商業(yè)化，特斯拉在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域有著其他廠商無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

在這些優(yōu)勢(shì)的加持之下，特斯拉仍然遲遲無(wú)法量產(chǎn)真正意義上的完全自動(dòng)駕駛功能，那些買(mǎi)了 FSD 選裝包的特斯拉用戶(hù)著急，馬斯克則更急。

所有人都在期待著重寫(xiě)完成后的 AP 系統(tǒng)能真正進(jìn)化至 FSD 版本，而這一切都要等到今年年底見(jiàn)真章。 在重寫(xiě) AP 的同時(shí)，特斯拉也沒(méi)有停止在硬件層面的持續(xù)研發(fā)。

據(jù)媒體報(bào)道，特斯拉正與博通合作研發(fā)新款 HW 4.0 自動(dòng)駕駛芯片，其性能比 FSD 還要強(qiáng)大 3 倍，計(jì)劃明年第四季度進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn)，由臺(tái)積電負(fù)責(zé)生產(chǎn)。 特斯拉在 AP 層面，是一個(gè)接一個(gè)的大動(dòng)作，而這一切動(dòng)作都有一個(gè)統(tǒng)一的目標(biāo)：更優(yōu)秀的 AP、更強(qiáng)大的 FSD。

即使現(xiàn)在其表現(xiàn)還不盡如人意，但未來(lái)值得期待。
責(zé)任編輯：tzh