Conheça o computador automotivo autônomo da Tesla e seus dois cérebros de IA –

O chip interno da Tesla é 21 vezes mais rápido do que o modelo Nvidia mais antigo usado pela Tesla. E o computador de cada carro tem dois para segurança.

Projetar seus próprios chips é difícil. Mas Tesla, um dos desenvolvedores mais agressivos da tecnologia de veículos autônomos, acha que vale a pena. A empresa compartilhou detalhes na terça-feira sobre como ajustou o design de seus chips de IA para que dois deles sejam inteligentes o suficiente para alimentar as próximas habilidades de “autocondução total” de seus carros.

O presidente-executivo da Tesla, Elon Musk, e seus colegas revelaram o hardware de computação de terceira geração da empresa em abril. Mas na conferência Hot Chips na terça-feira, os designers de chips mostraram como as otimizações pesadas nos chips personalizados de IA da Tesla aumentaram drasticamente o desempenho – um fator de 21 em comparação com os chips Nvidia anteriores. Como bônus, eles também custam apenas 80% do custo.

A empresa precisava de um hardware melhor para atingir sua meta de direção totalmente autônoma em 2019, na qual os carros navegam não apenas nas rodovias como hoje, mas também nas ruas locais com placas de pare e semáforos. “Ficou claro para nós, a fim de atender aos nossos níveis de desempenho com as restrições de energia e as restrições de fator de forma que tínhamos, tínhamos que projetar algo próprio”, disse Ganesh Venkataramanan, um dos designers de chips e ex-processador da AMD. engenheiro.

É um grande esforço projetar um chip processador. A magnitude do trabalho se reflete no número gigantesco de transistores – 6 bilhões – que compõem o circuito de processamento de cada um dos chips da Tesla. Mas a experiência interna da Tesla, abrangendo tudo, desde processadores e software até fabricação de baterias e estações de carregamento, oferece uma grande vantagem sobre as montadoras convencionais.

“Outras montadoras não podem competir”, disse o analista da New Street, Pierre Ferragu, em um relatório de agosto sobre a Tesla. “Seu modelo de negócios não permite que eles ajustem todos os carros com esse hardware caro, e eles ficam muito atrasados ​​em tecnologia, dependendo demais de seus fornecedores e incapazes de integrar hardware, software e operações. Como resultado, a Tesla é estabelecendo o padrão para o piloto automático do mercado de massa.”

Dois cérebros para segurança na direção autônoma

Cada computador Tesla tem dois chips AI, um design redundante para melhor segurança, disse Venkataramanan. Também há redundância nas fontes de alimentação dos chips e nos feeds de entrada de dados. Até as câmeras do carro estão em duas fontes de alimentação separadas para proteção contra falhas.

“Existem muitos recursos de redundância, o que garante… que nada desagradável aconteça ao sistema” se um sensor, componente, câmera ou fonte de alimentação falhar, disse Venkataramanan.

Cada chip faz sua própria avaliação do que o carro deve fazer a seguir. O computador compara as duas avaliações e, se os chips concordarem, o carro realiza a ação. Se os chips discordarem, o carro simplesmente descarta esse quadro de dados de vídeo e tenta novamente, disse Venkataramanan. Essa é uma das razões pelas quais a Tesla queria chips de IA poderosos que pudessem lidar com uma taxa de quadros tão alta para vídeo.

Altamente otimizado

Cada chip Tesla AI roda a 2 GHz e realiza 36 trilhões de operações por segundo. Esse desempenho é possível porque a Tesla otimizou os chips para carros autônomos e abandonou qualquer coisa de propósito mais geral, disse Debjit Das Sarma, outro designer de chips da Tesla e ex-engenheiro da AMD.

Por exemplo, o chip lida com dados registrados como números inteiros de 8 bits, em vez dos números de ponto flutuante de 16 bits, mais comuns em tarefas de IA, mas que exigem mais energia para processar. Por outro lado, ele tem um conjunto extremamente limitado de instruções que pode processar. E tem 32 megabytes gigantescos de memória SRAM de alta velocidade no chip, o que significa que não precisa esperar enquanto busca dados de uma memória DRAM convencional muito mais lenta.

“Em vez de gastar todo o poder nessas coisas perdulárias, queríamos gastar a maior parte da energia com o que realmente importa para nós”, disse Das Sarma. Embora a Tesla tenha projetado os principais elementos de IA do processador, ela contava com elementos disponíveis no mercado para coisas como processamento gráfico.

O chip AI levou 14 meses para ser projetado e agora a Samsung está fabricando o processador. Agora está sendo enviado em carros Tesla mais novos e modelos mais antigos podem ser atualizados.