Arm加速佈局車用晶片 推出新一代處理器IP與開發平台

林宗辉╱北美智权报　编辑部

汽车产业正在经历一场前所未有的变革。电动化、智慧化、网联化等技术浪潮正在颠覆传统汽车的设计、制造和使用模式。在这场变革中，车用半导体扮演着至关重要的角色。

随着汽车电子系统的日益复杂，对车载计算平台的要求也在不断提高。先进驾驶辅助系统（ADAS）、自动驾驶、车载资讯娱乐、车联网等新兴应用，对处理器的效能、功耗、安全性、可靠性等方面提出了更高的挑战。

而Arm也希望借此趋势，推动他们自有方案的进一步侵蚀市场空间，除了增加更广的市场空间以外，也是为了防堵其他IP业者吃掉Arm尚未完全关注到的市场而进行布局。

Arm推出新一代车用处理器IP

1. Neoverse V3AE：伺服器技术首次导入车用领域

在这样的背景下，IP厂商Arm最近宣布推出全新的车用处理器产品线，以及相应的开发平台和解决方案，试图为车用半导体产业注入新的动能。其中最受瞩目的，莫过于首次将旗下伺服器等级的Neoverse技术导入车用领域的Neoverse V3AE处理器。

这颗处理器采用Arm最新的Armv9架构，支援Scalable Vector Extension 2 (SVE2)指令集，可提供更高的单执行绪效能和更丰富的SIMD运算能力，特别适合AI和机器学习的高强度运算负载。同时，Neoverse V3AE还导入了Arm的Transactional Memory Extension (TME)技术，可实现更高效的多执行绪同步和并发控制，提高系统的可扩充性和实时性能。

Neoverse V3AE锁定高阶自动驾驶和ADAS应用，标榜可提供之前Arm车用IP所不及的运算效能。不过，伺服器晶片与车用晶片在功耗、散热、可靠性等方面的要求差异甚大，Neoverse V3AE能否真正满足车规级的严苛标准，还有待市场进一步检验。

2. Cortex-A720AE/A520AE：首次导入Armv9架构

除了Neoverse V3AE之外，Arm还推出了多款基于Armv9架构的全新Cortex-A系列处理器，包括锁定中高阶车用应用的Cortex-A720AE，以及强调高能效比的Cortex-A520AE。

Cortex-A720AE基于Arm最新的大核心设计，采用八级流水线架构，支援Arm的DynamIQ共享单元技术，最多可实现14个核心的丛集配置。同时还导入了Arm的Memory Tagging Extension (MTE)和Pointer Authentication (PAC)等安全特性，大幅提升系统的防护能力。

而Cortex-A520AE则是基于新一代的小核心设计，采用双发射流水线架构，可实现极高的能效比。它同样支援DynamIQ技术和Armv9的各项安全扩充，但更强调对Area和功耗的最佳化，非常适合对能效比要求较高的车用场景。

这也是Cortex-A系列首次导入Armv9架构，带来了更强的AI运算和安全防护特性。但毕竟Armv9是一个崭新的架构，其在复杂车用环境中的实际效能表现，还需要经过更多的测试与验证。

全新开发平台助力软硬整合

1. 虚拟原型设计加速系统开发

软体开发一直是车用系统设计的重大挑战。为了帮助业者加速开发流程，Arm还推出了一系列的虚拟原型设计和开发平台，宣称可让软、硬体开发并行，从而缩短车用系统上市时程长达2年之久。

这些虚拟平台提供了Arm最新车用IP的精准模型，使软体开发人员无需等待实际硬体的完成，就可以在虚拟环境中进行应用程式的开发、除错和最佳化。同时还可以通过硬体/软体协同仿真，及早发现潜在的整合问题，最佳化系统架构。

这样的方式，有助于及早发现设计缺陷，完善系统架构。然而，毕竟虚拟环境与真实环境还是有一定差距，过度依赖虚拟平台，是否反而会影响后续的实际整合效率，也是一个值得关注的风险。

2. 计划推出可配置运算子系统

展望未来，Arm还计划推出可配置的车用运算子系统(CSS)，预计在2025年推出首款产品。CSS将预先整合和验证各种Arm车用IP，包括处理器核心、加速器、记忆体控制器、汇流排等关键组件，并提供完整的参考设计和软体堆叠。

透过高度最佳化的IP组合和参考设计，CSS有望大幅降低车用SoC的开发门槛和周期，帮助业者加速客制化晶片的设计和验证。但车厂的系统需求往往高度多样化，CSS能否做到真正的灵活配置，满足不同车型和应用场景的特定需求，仍然有待观察。

机遇与挑战并存

1. 丰富多元的车用解决方案

总的来说，Arm此次推出的新一代车用IP和开发平台，无疑丰富了其在车用领域的解决方案组合。从基础IP，如高效能CPU核心、DSP、ISP等，到参考SoC设计和虚拟开发环境，再到计划中的运算子系统，Arm试图从多个层面推动车用半导体产业。

尤其是在Arm庞大的合作伙伴生态加持下，有望极大地加速创新技术在车用领域的落地与推广。诸如台积电、NVIDIA、联发科等业界巨擘，都已表示将采用Arm最新的车用IP产品。

2. 安全与可靠性仍是关键挑战

不过，安全性与功能安全始终是车用电子的头等大事。毕竟车用晶片直接关乎行车安全和乘客生命，其可靠性要求远高于消费性电子产品。Arm宣称其最新车用IP都经过了全面的功能安全强化，包括针对ISO 26262标准的专门设计和验证。

但能否真正满足ASIL-D等级的严苛要求，还有待实际市场检验。而且业界对安全性的实作方式和理解各有差异，不同厂商基于Arm IP开发的车用SoC，在安全性、互通性和一致性方面，恐怕还需要投入大量的协调和最佳化工作。

3. 与传统车用晶片厂的竞争加剧

此外，车用半导体向来是英特尔、恩智浦、瑞萨、英飞凌等厂商的传统优势领域。它们不仅拥有多年的汽车电子经验，与车厂、Tier-1也建立了紧密的合作关系，同时在功能安全、可靠性、品质控制等方面有着更为成熟的流程和方法。

尽管Arm在手机、消费性电子领域早已建立了压倒性的领先地位，但在车用市场，Arm能否复制其在移动终端市场上的成功模式，还有待时间检验。对标传统车用晶片厂商，Arm在汽车领域的专业积累和影响力或许还有一定差距。

结语

无疑，Arm此次推出新一代车用处理器IP和开发平台，势必会为车用半导体产业带来新的变数。随着软硬体协同设计、虚实整合验证等创新开发模式日益兴起，Arm若能抢得先机，凭借其在IP领域的独特优势，有望在未来车用市场占得一席之地。

当然，车用电子的竞争远未结束。安全性、可靠性、即时性等始终是车用半导体的核心命题，需要整个产业链的通力合作。Arm的新一代车用IP和解决方案能否冲击供应链，带动下一波汽车电子革新，还有待市场给出答案。

在电动化、智慧化、网路化的浪潮下，汽车产业正在经历前所未有的变革，Arm能走多远，我们拭目以待。

MIT Techreview 中文版研究经理

财讯双周刊撰述委员

美国波士顿Arthur wood 投资顾问公司分析师

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