已经在汽车领域深耕30 多年的Arm，也在重新思考，应该如何从技术的角度向市场实现产品的交付，以助力汽车行业的加速转型。近日，在Arm技术媒体沟通会上，Arm分享了与生态伙伴推出的最新汽车增强 ( AE ) 处理器和虚拟原型平台，助力加速 AI 汽车面市，同时预告于2025年推出针对汽车应用的计算子系统(CSS)，全面构建基于 Arm 技术的软件定义汽车的未来。
全新的软件产品开发方式：虚拟原型解决方案
当前，汽车行业正经历巨大的转型，并发展成为一个由技术驱动的行业。驱动因素有很多，以下三点尤为突出：第一，人工智能使我们能够创建更多面向安全和自动驾驶的功能；第二，用户的期待正发生着变化，驾驶员普遍希望在汽车中也可以获得和消费电子设备相同的体验感；第三，行业正在向电动汽车转型，其中，中国处于领先地位。
随着行业向电动汽车过渡，汽车中的软件数量及其复杂度进一步激增，同时需要更多的算力支持。行业正在重新思考，应该如何从技术的角度来对汽车进行设计。
传统的汽车产品开发采用的是线性流程。也就是说，必须要等到物理硬件就绪，开发者才可以启动软件开发，然后需要继续等待。等软件开发完成后再进行系统的集成和测试，这往往需要耗费很长的时间。
Arm 汽车事业部全球市场副总裁 Dennis Laudick分享说：“随着软件爆发式的增长，几乎所有我们接触交流过的车企和行业供应链中的参与者，都表示他们需要重新思考汽车产品的开发流程。”
如今行业需要解决的问题是，随着汽车软件数量呈爆发式增长，传统线性的开发模式已经无法满足市场需求。为此，Arm推出了全新的虚拟原型平台。有了虚拟原型解决方案后，开发者就可以通过云端的虚拟实例或者虚拟原型平台实现软硬件同步研发。这意味着，在物理芯片就绪之前就可以启动基于最新Arm AE IP的软件开发，实现了软硬件同步设计开发，由此可以显著缩短整体开发时间。
Dennis Laudick表示：“我们从汽车生态系统合作伙伴的反馈得知，该解决方案可以帮助他们缩短多达两年的软件开发时间。”
不过，仅有一个虚拟原型平台并不能完成整个解决方案，需要整个生态的力量共同实现。在常见的汽车技术堆栈中，最底层是基础硬件，这也是Arm 技术被广为人知的应用层级。在基础硬件之上还需要有基础软件，即操作系统。在操作系统之上则是各种应用软件，由此构成一个完整的产品。
Dennis Laudick自豪的说：“生态系统发挥着非常重要的力量，相信这也是我们产品背后体现的真正价值。”
为此，在操作系统和中间件合作伙伴当中，Arm邀请了目前主流的汽车操作系统的合作伙伴，包括：BlackBerry QNX、红帽 (RedHat)、Eletrobit、维克多 (Vector)等。此外，Arm也与行业中最具挑战的汽车应用合作方进行合作，包括TIER IV、LeddarTech、Autoware Foundation 等。
通过将他们的方案在虚拟原型平台上运行，可实现基于全新硬件的软件开发。举例来说，在搭载新发布的 IP 硬件的物理芯片就绪前，Corellium 的自有建模技术可提供Arm全新 Cortex-R的 IP 虚拟原型，在这个基础上运行操作系统，于是 Autoware Foundation 的 Open AD 套件可以直接利用虚拟原型平台为基础的技术堆栈完成运行。
从虚拟原型平台的支持角度来看，最关键的问题在于，在产品开发的不同周期和阶段，所需的虚拟原型平台类型也不同。比如在硬件设计阶段，虚拟原型平台所需的精确度胜过速度表现。而在高级应用程序的开发阶段，运行速度成为首要需求。在这两者之间的开发阶段，所需的虚拟原型特性也不同，其中有一些是可以从EDA厂商获得的，针对这种情况，Arm将与EDA厂商展开合作。
不过，其实Arm推出虚拟平台，志并不在开拓新的如EDA仿真领域。Dennis Laudick表示：“对于 Arm 来说，提供虚拟平台是为了为整个行业中的生态伙伴提供支持，而不是把它做成一个单独的业务。Arm的目的不是发展虚拟原型平台业务，而是希望通过这个虚拟原型平台能够让合作伙伴，更加快速、更加轻松地使用来自基于Arm技术的硬件。目标是让基于 Arm 技术的产品构建变得更简单，助力合作伙伴快速实现产品的开发。”
Arm 带来最丰富的硬件 IP、新的系统 IP ，以及计算子系统路线图为各种汽车应用实现性能、功能安全、可扩展等方面的支持
广泛的 AE IP 产品阵容
在此次沟通会上，Arm 也带来了多个“首次”。首先，Arm 首次将服务器级性能的 Neoverse 技术引入汽车应用，推出Arm Neoverse V3AE，为 AI 加速的自动驾驶和先进驾驶辅助系统 ( ADAS ) 工作负载带来服务器级的性能；同时，Arm也首次将 Armv9 架构技术带入汽车应用，发布基于Arm v9 架构的全新Cortex-A 处理器，推出 Arm Cortex-A720AE和Arm Cortex-A520AE；此外，还首次将 64 位计算引入实时处理器，推出Arm Cortex-R82AE，成为Arm 迄今为止性能最高的功能安全实时处理器。
Arm Neoverse V3AE
人工智能对汽车行业高端应用的需求越来越大。以传感器为例，虽然目前使用的数量仍然较少，但 AI 的引用可以助力传感器数据变得更加准确，在自动驾驶和ADAS 系统方面，AI的 应用更为广泛，同时大语言模型 (LLM) 也开始进入到汽车领域。过去十年中，Arm 每代产品在 AI 方面的能力都在不断提升，由于大语言模型等AI技术带来的巨大算力需求，也正是促使Arm将服务器级性能的 Neoverse 引入到汽车领域的原因。
与上一代性能最强的 AE IP (Cortex-A78AE) 相比，Neoverse V3AE 每核性能可提升 50%，并完全支持汽车行业所需的安全机制。Neoverse 能够带来高性能，并进一步支持在汽车领域的 AI 特定功能。
Dennis Laudick表示：“NVIDIA 已经宣布，NVIDIA DRIVE Thor 平台采用了 Neoverse V3AE IP。随着人工智能和软件将更高的算力需求引入到汽车领域，相信市场对这款产品也会抱有很大的兴趣。”
Cortex-A720AE 和 Cortex-A520AE
随着Cortex-A720AE 和 Cortex-A520AE的更新，Arm 首次将 Armv9 架构功能带入到汽车领域，可进一步提升汽车在安全、机器学习和虚拟化等方面的功能。其中，Arm Cortex-A720AE可为广泛的软件定义汽车 ( SDV ) 应用带来业界领先的持续性能及 SoC 的设计灵活性；Arm Cortex-A520AE可提供领先的能效和功能安全特性，可充分扩展适用于各种汽车用例。
目前，这两款产品在支持汽车增强功能的同时可支持多达 14 个分核锁步内核。更新后的Cortex-A 处理器还引入了混合模式，规避了以往支持分核和锁步的CPU在独立运行或者同步运行时难以兼顾性能和成本的难题，能够有效帮助客户在安全性和成本之间实现平衡。
Arm Cortex-R82AE和Arm Mali-C720AE
Arm Cortex-R82AE是Arm第一款64 位 Cortex-R 实时处理器，也是Arm迄今为止性能最高的功能安全实时处理器，能够作为安全岛支持 Cortex-A产品。
而Arm Mali-C720AE是一款可配置的图像信号处理器 ( ISP ) ，专为最苛刻的计算机视觉和人类视觉用例而优化设计，可以同时支持人类视觉与计算机视觉的处理类型，并实现同步运行，Arm Mali-C720AE支持可微分，基本上可以实现自动调优。
未来之路：汽车计算子系统 (CSS)
据 Dennis的分享，Arm计算子系统(CSS)其实是 CPU 集群，通过中间连接件和安全岛能够实现预验证、预配置的 RTL 子系统。它能以更快、更简单的方式支持构建更加复杂的系统。本次新品发布会上，Arm 计划针对汽车应用提供计算子系统，将其 AE IP 的配置进行预集成与验证，并在先进的代工工艺上，对性能、功耗和面积进行优化。预计2025 年Arm将交付首款汽车应用的计算子系统。
如图所示，展示计算子系统内置了互联、安全岛和安全功能，左侧是具体的功能列表。右下角代表了Arm 生态系统如何在技术上对接且利用 CSS，并将其宝贵的资源用于差异化。源自于ADAS 和 IVI 所带来的极高计算需求，当前整个汽车行业正在拥抱 Chiplet，而Arm的计算子系统能以更快、更简单的方式支持在ADAS、IVI中构建更加复杂的系统，有助于Chiplet的进一步推广。
Arm 汽车计算子系统 (CSS) 示例
Dennis Laudick表示“随着ADAS 和 IVI 的高端系统变得越来越复杂，很多合作伙伴向我们提出需求，除了交付 IP 组件以外，也期待我们可以为他们提供子系统的支持。而我们之所以设计这种集群，也是响应了市场和合作伙伴提出的需求。”
Arm在汽车领域已经深耕30 多年，在功能安全、可靠性与可信度的产品开发上具有丰富经验。展望未来，系统只会变得更加复杂，对功能安全和算力的需求也会随之加剧。此次Arm发布的多项全新汽车技术，能够助力行业领先的主机厂、汽车一级供应商、芯片合作伙伴以及软件提供商加速产品上市进程，为赋能汽车生态系统发展又迈出了关键一步，与生态伙伴共同合作构建基于 Arm 技术的软件定义汽车的未来。
