A Tesla robotaxik támadása: Első rész – a „vas”

A Tesla tegnapi az önvezetéssel foglalkozó befektetői napján vagy 2 órán keresztül osztottak meg részletes technikai információkat a fejlesztéseikről, a hardverről és a vélt, vagy valós versenyelőnyükről. Rengeteg információt kaptunk a saját fejlesztésű chipről, az öntanuló neurális hálóról (NN), az egész fejlesztési filozófiájukról és a közelgő Tesla robotaxi flottáról, de az este legmegdöbbentőbb kijelentése mégis talán az volt, hogy Elon Musk szerint az emberek pár év múlva követelni fogják, hogy tiltsák be a manuális vezetést, annyira látványosan lesz biztonságosabb az önvezető autó. Hogy Musk hadilábon áll a saját maga által kitalált határidőkkel, azt mindenki tudja – ezen ő is többször élcelődött -, de látva, hogy eddig minden vállalása előbb-utóbb megvalósult, kicsit ijesztő belegondolni, hogyan fog megváltozni a világunk, ha igaza lesz.

Az esemény hossza és a temérdek információ miatt beszámolónkat három részre bontjuk – alább a bevezető és a hardveres fejlesztések összefoglalója található, a második rész pedig a szoftverre fókuszál majd.

Kártyák az asztalon

A Tegnap esti közvetítés, amelyet a Youtubeon bárki megtekinthet – a második cikk alá be is illesztjük majd – sokszor a számítástechnika olyan határterületeibe engedett bepillantást, amelyek még informatikai tanulmányok mellett is kihívást jelentenek. Az ember tanul róla, de nem minden nap tervez új chip architektúrát, vagy épít öntanuló neurális hálót.

Az előadás első részében a Tesla új, saját fejlesztésű mesterséges intelligencia chipjéről volt szó, mégpedig olyan részletességgel amit eddig csak AMD vagy Intel technikai konferencián láttam. Remélhetőleg nem lesz emészthetetlenül sok a technikai zsargon a kedvese olvasónak – igyekszem a beszámolót a „tudomány és technikai újdonságai” szintjén tartani, főleg, hogy ennél mélyebben csak akkor érteném, ha magam is mikroprocesszorokat terveznék.

A folytatásban két előadó beszélt a Tesla önvezetés agyáról, a neurális hálóról, illetve a az egész szoftverfejlesztési folyamatról. Ennek alapelvei talán kicsit könnyebben emészthetőek, de mélyebb rétegei nem kevésbé érdekesek és elgondolkodtatóak. Végül Musk zárta prezentációt, ő pedig inkább a gyakorlati applikációkról a Tesla Networkről és a saját robotaxijaikról beszélt.

FSD komputer – a lenyűgöző szuperszámítógép a kesztyűtartód felett

Bár Elon Muskot nem kell félteni, ha magabiztos kijelentésekről van szó, mégis túlzás nélkül állíthatjuk, hogy a „vas” amit az önvezetés mögé raktak, a Tesla saját fejlesztésű chipje és számítógépe egyszerűen lenyűgöző. A prezentáció alatt többször hasonlították a világ vezető grafikai chip gyártója, az Nvidia hasonló megoldásához – amelynek egy régebbi változatát használta eddig a Tesla is – és a paraméterek egyértelművé tették, hogy valami egészen különleges szilícium lapkát raktak le az asztalra.

Peter Bannon és Elon Musk

A fejlesztés vezetője Peter Bannon volt, akik korábban az Apple és az Intel hasonló chipjeit fejlesztette és 2016 februárjában jött át a Teslához. Mint Bannon elmondta csak annyit kérdezett Musktól, hogy hajlandó-e megfelelő mennyiségű pénzt áldozni a projektre, mire a Tesla vezetője osztott-szorzott, hogy 1 millió önvezető robottaxin mennyit keresnek és habozás nélkül igent mondott a költségvetésre. 2017 augusztusára már készen is voltak a chip prototípusának tervei és próbagyártásba küldték a lapkát. 2018 júliusára lett érett a sorozatgyártásra és decemberben kezdték beszerelni az önként jelentkező Tesla alkalmazottak autóiba az új számítógépet. Idén márciustól minden új S és X, 10 napja pedig már minden új Model 3 is ezzel a hardverrel van szerelve.

A projekt egyik sarkalatos pontja az volt, hogy a chipet kifejezetten a Tesla követelményei szerint fejlesztették le. Ez nagy előny mondjuk az Nvidia megoldásaival szemben, hiszen a grafikai processzorairól ismert gyártó általános megoldást fejleszt, aminek alapjai felhallhatóak a PC-s videokártyákhoz, a komplex matematikai számításokat segítő gyorsítókártyákhoz és a cég egyéb más termékeihez, így pl. az önvezető autók rendszereihez is. Ebből fakad az egyik legalapvetőbb különbség is: míg az Nvidia és mások alapvetően grafikus processzorokat (GPU) hasznosítanak újra a feladathoz és a neurális háló, az önvezetés „agya” csak szoftveresen használja ezt, a Tesla chipjének legnagyobb része egy hardveres neurális gyorsító – kifejezetten erre tervezve.  Ennek az az eredménye, hogy míg a chipen belüli processzormagok önmagukban mindössze 2-2,5 képkockát tudnának feldolgozni másodpercenként, a grafikus mag pedig 17-et, az önálló NN gyorsító akár 2300 képkockát értelmez másodpercenként.

A chip a Samsung texasi, austini gyárában készül 14 nm-es eljárással – ilyet használ a legtöbb mai modern processzor és grafikus kártya is. Persze már dolgoznak a következő generáción – a fejlesztés félidejénél járnak – amely az ennél is kisebb csíkszélességnek és a további fejlesztéseknek köszönhetően 3× gyorsabb lesz és kevesebb energiát használ majd.

 

Az FSD chip 6 milliárd tranzisztort tartalmaz 260 mm²-re sűrítve és megfelel a szigorú autóipari AEC Q100-as szabványnak. A lapka 12 darab 2,2 GHz-es ARM processzort tartalmaz – ez hasonló ahhoz, ami a mobiltelefonjainkban van, csak kb. 3× több a processzormag mint egy átlagos telefonban -, de itt található az 1 GHz-es GPU és a 2 darab 2 GHz-es NN gyorsító – a rendszer szíve is. Azért kettő, mert ezek egymástól függetlenül értékelik ki a helyeztet és mielőtt az autó cselekedne összehasonlítják a végeredményt. Van ezenkívül még egy hardveres h.265-ös videótömörítő is a fedélzeten és egy szintén hardveres biztonsági áramkör is, amely csak akkor engedi egy szoftver futtatását, ha az rendelkezik a Tesla egyedi digitális aláírásával – ezzel megnehezítve a hackerek dolgát.

A lapkán van hagyományos LPDDR4 RAM bőséges 68 GB/s sávszélességgel, de rendelkezik 32 MB integrált SRAM-mal is, amely kis energiaigénnyel tudja feldolgozni az adatokat. A chip számítási teljesítménye 72 TOPS (Trillion Operations Per Second azaz billió kivonási/összeadási művelet másodpercenként), ráadásul egy áramköri lapon 2 ilyen chip van, így a teljesítmény 21× nagyobb mint az eddig használt Nvidia alapú megoldásuké volt és az összesen 144 TOPS „lóerő” 7× több mint az Nvidia legújabb generációs megoldásáé.

Apropó 2 chip: a rendszer teljesen redundáns, azaz alapesetben megosztoznak a munkán, de úgy van tervezve, hogy ha valamelyik meghibásodik, akkor a másik is biztonságosan tudja vezetni az autót. Emiatt egymástól független áramkörökön kapják a tápot és mind a kettő képes önmaga feldolgozni az összes érzékelő jelét. Egyébként Musk később hozzáfűzte, hogy már 2016 októbere óta minden Tesla kormány és fékrendszere is így van kialakítva – alternatív áramforrásokkal és áramkörökkel, mint a repülőgépeknél.

Ami legalább ennyire lenyűgöző, az a rendszer energia igénye. Az egész számítógép mindössze 72 W-ot fogyaszt, ami több mint az Nvidia alapú HW 2,5 58W-ja, de a 21 szeres teljesítménynövekedés mellett ez szinte nevetséges „költség”. És, ha már költségek, a saját tervezésű számítógép 20%-kal olcsóbb mint az Nvidia alapú rendszer volt.

Azok, akik még a régi számítógéppel rendelkeznek hamarosan kérhetik majd a cserét – ha valaki pedig már előre kifizette az FSD szolgáltatás felárát akkor ez ráadásul ingyen jár. Az új komputer kifejezetten úgy lett tervezve, hogy csereszabatos a régivel – lepattintják a burkolatot a kesztyűtartó felett, kikapják a régit, beteszik az újat.

A cikk második részében a fenti számítástechnikai teljesítményre épülő önvezető szoftverről lesz szó.

Akit a téma mélyebben érdekel annak itt egy galéria a prezentáció ezen részeinek diáiból, ahol további képeket láthat a chip felépítéséről.

This slideshow requires JavaScript.

Elektromos autót használsz?

Biró Balázs

A fenntartható közlekedés elkötelezett híve, akit elsősorban a Tesla céltudatos és piacot felforgató tevékenysége rántott magával ebbe a világba, így publikációi elsősorban erre a területre koncentrálnak.