NIO IN 2024 蔚来创新科技日将于7月27日在上海举行,而蔚来也提前预告啦将会正式全量发布蔚来整车全域操作系统「SkyOS · 天枢」。
“整车全域操作系统”这一概念相信很多人都会有很多疑问,不知道它究竟解决了什么问题,能达到什么效果,为此蔚来也是提前为我们科普了一下“操作系统”的概念,以及为什么在AI时代,汽车需要一个“整车全域操作系统”。
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第一问:“操作系统”究竟什么作用?
如果要说“操作系统”的概念,用很学术的方式来回答:“操作系统是管理和控制硬件与软件资源,介于上层应用与底层硬件,向下对硬件资源进行抽象,向上对应用软件提供标准与调度的特殊软件。”
但即便给出了这个定义,相信大家还是不清楚操作系统是做什么的。
做个类比,大家都经历过手机从功能机向智能机过渡的时代,年长一点的可能也经历了PC时代的发展。无论是手机还是PC,在发展的初期会出现形态各异的硬件,每一种硬件都会匹配自己的操作系统。但当行业发展到一定阶段,随着主流设备的流行,硬件就会慢慢趋同,而硬件设备的标准范式,就会由操作系统来定义。比如PC行业是“Windows-X86-Intel-众多PC制造商”,手机行业是“Android-ARM-高通-众多手机制造商”。
所以,操作系统从来都不是孤立发展的。为了提高软件的可扩展性和可移植性,操作系统厂商、芯片厂商、网络技术厂商等等会形成“技术联盟”,共同推动某个操作系统的流行。如果用一句话来总结操作系统要解决的核心问题,那就是让应用软件能在不同的硬件设备上运行。
来到汽车行业,汽车的操作系统事实上正在经历这样的发展过程。
第二问:汽车历史上,没有“整车操作系统”?
在机械时代和电气时代,汽车并没有操作系统的概念,即便是有ECU控制某个模块,也只是写几行代码的事情。但进入数字时代后,微处理器和微控制器的出现,使得汽车的电子系统更加复杂,软件在汽车中的占比越来越高。
于是,汽车零部件厂商们为了提高零部件软件的可复用性和可移植性,在2003年联合整车厂以及其它电子、半导体和软件系统公司,共同组建了“汽车开放系统架构联盟”,也就是AUTOSAR,并且推出了开放化、标准化的汽车嵌入式系统软件架构“AUTOSAR规范”。
因为传统汽车时代,整车厂并不开发软件,所以AUTOSAR主要是面向零部件厂商,用在小算力的ECU上。对于整车厂而言,AUTOSAR在更多时候,只是一种验收规范。
进入智能汽车时代,有了“域控制”的概念,产生了诸如智能驾驶、智能座舱、智能车控等不同的“域”,但由于这些系统由不同的零部件实现,使用了不同的芯片,由不同的软件团队开发,事实上最终形成的还是若干套操作系统,并没有形成一个智能的整体。
所以,汽车上虽然已经开始使用一些操作系统,但仍然是面向零部件的。汽车发展的历史上,并没有出现一个严格意义上的“整车操作系统”。
第三问:AI时代,整车操作系统很重要?
和手机、PC操作系统的发展进程类似,整车操作系统是汽车智能硬件发展到一定程度后的必然结果。尤其是到了AI时代,大算力芯片、大模型、中央集成电子电气架构的出现,消灭了大部分的ECU,对数据吞吐、系统延时、跨域联动、安全与可靠提出了极高的要求。这不仅完全改变了汽车的定义方式,也改变了汽车开发的组织与流程。
此时,汽车行业就会诞生很多从未出现过的新问题:如何让集中的大算力实现共享?如何进行跨域的部署与灵活调用?如何让端云无缝连接?如何让AI赋能每个业务功能……
如果说功能汽车时代,汽车的智能化只是模块智能,到智能汽车时代开始出现了系统智能以及部分跨域智能,那么AI驱动的时代,汽车的智能化一定是整车全域智能。
而这一切,都在指向一件事情——AI时代的汽车,需要一个能整合与调度算力、管理所有子系统、高性能的整车全域操作系统。
举个例子,蔚来NT2车型共有包括1个激光雷达、7颗800万像素摄像头在内的33个高性能感知硬件,每秒可以产生大约10GB的数据量。所以智能汽车的操作系统,必须要有极高的通信带宽和数据吞吐量。智能驾驶系统运行时,如果能减少0.03s的通信延时,那么从120km/h刹停的距离,就能减少1米。所以,智能汽车的操作系统,需要解决全链路的低延时问题,这涉及到最为关键的安全问题。
当汽车进入智能时代,芯片算力越来越高,软件越来越复杂,电子电气架构从分布式向中央集成式演进,汽车对于高带宽、低延时、跨域融合、可靠与安全的要求会前所未有的严苛。
第四问:蔚来为何自研整车操作系统?
在智能电动汽车领域,我们已经走在了世界的最前列,很多新技术的研发我们不仅已经没有成熟的经验可以参考,很有可能还要在未知中探索出自己的道路。整车操作系统就是其中一项。
对于智能汽车而言,整车操作系统的研发,就好比是打地基的过程。而智能驾驶、智能座舱、智能底盘等等智能化应用的开发,则是向上建大楼的过程。
拿这个比喻,我们大概就能理解蔚来为什么要自研整车操作系统——为了更高的上限,为了更强的通用性。
更高的上限
建一座5层的大楼和建一座100层的大楼,对于地基的设计是完全不一样的。你不能因为大家现在都建到了第5层,就去质疑为什么要为100层大楼打地基。
蔚来之所以能够实现4D舒适领航、离车自主换电等人无我有的智能化体验,从底层来看一个很重要的原因,就是实现了智驾、座舱、导航、云端、底盘、车控、补能等全车资源的统一调度。如果没有能完成全域统一调度的整车操作系统,想要实现这些体验,需要把所有涉及的部门与供应商拉到一起逐个对齐,成本极高、效率极低,几乎不可能实现。
蔚来拥有底层打通的整车全域操作系统,事实上是拉高了整车智能化的上限,让汽车的智能化从模块智能、系统智能进化到更加高级的整车全域智能,让智能化的想象空间不仅仅局限在单点应用,而是扩展到整车全功能的联动上。
更强的通用性
蔚来的战略是通过不同车型为用户提供差异化的选择,通过不同的品牌进入多个价格的市场,还要为全球用户提供产品和服务。所以,必须要有一个分层解耦、可扩展、可复用的数字平台,才能保证高效率的开发、迭代与交付。
当蔚来有了自己的芯片后,就更加有动力去研发底层的基础软件。因为只有芯片和基础软件相配合,才能发挥最大的效率。放眼全世界的芯片公司,没有哪家是只卖裸芯片而不提供基础软件的。
如果整车全域操作系统由一家中国车企实现,那就意味着对供应链的软件标准化实现了自主可控,就能推动更多国产芯片的应用,尤其是推动关键芯片和高风险芯片对海外供应链的替代。在今天的国际环境,这是极具战略意义的举动。
写在最后
无论是从提升智能汽车的性能与体验角度出发,还是从企业需要更高效率的开发与迭代角度出发,智能汽车时代中国都需要有自己的操作系统,而且一定是一个能够同时管理智能驾驶、数字座舱、车控、车联的整车全域操作系统。
相信蔚来SkyOS·天枢的发布也会带来更多的可能。