揭秘特斯拉HW4.0：这颗FSD的二代心脏，带着雷达回来了

2023-03-29 10:13

导读 大家好，我是云百科的客服小云，我来为大家解答有关揭秘特斯拉HW4 0:这颗FSD的二代心脏，带着雷达回来了,在推特号称「绿神」的greentheonly近期公布了特斯拉最新HW4 0的硬件实体图。 在推特号称「绿神」的greentheonly近期公布了特斯拉最新HW4.0的硬件实体图。

这些数据很有使用价值，我们能一窥HW4.0中二代FSD芯片最新消息和有关技术实力。

HW4.0的硬件是「绿神」拆卸自最新款ModelX车系。

据了解，特斯拉汽车HW4.0也将在特斯拉汽车举行的投资人日上首次亮相，并迅速全系列批量生产进入车内。

从硬件实体来说，一个全新的HW4.0不仅有着特性更强大的处理芯片，监控摄像头屏幕分辨率、数量以及部位也产生了相对应转变，与此同时HW4.0还将新增一个4D车载雷达。

01

特斯拉汽车二代FSD由三星代工，选用7纳米芯片

早就在2021年，外部就会有传言FSD二代会由三星代工，也有一种说法是特斯拉汽车与三星合作开发。

到2022年年底，还有传闻称FSD二代由台积电代工进行，且不经之谈地说成5纳米技术乃至4纳米技术，还据媒体报道这也是第一颗车载式4纳米芯片。

特斯拉汽车二代FSD处理芯片真容，依据处理芯片表层丝印油墨数字，序号H2238，能够推测这也是三星代工，而且很有可能仅仅7纳米技术，并不是5纳米技术。

此外，Green在推特上说「stillsamsungexynosIP」，这一点信息内容不正确。

大家都知道，三星自主研发CPU架构设计早就在2015年已经暂停了，如今三星都采用ARM的公版架构设计，并没有独立IP，而且第一代FSD是三星代工的，但是用「still」，实际是二代FSD依然由三星代工。

芯片代工捆缚水平非常高，如果一开始选中某个芯片加工代工生产，必须深化合作创建该芯片制造工艺的library，需要半途更换，必须复建library，周期较长，至少需用1年的时间，消耗很多技术成果。

特斯拉为什么挑选三星？

主要因素也许或是成本费mdash;mdash;7纳米芯片，三星的代工生产价钱不上tsmc的1/3乃至1/4，三星廉价接单结果就是晶圆代工单位利润总额比较低，2021年大概6%，2022年大概10%，而tsmc是贴近50%，是三星的5倍。

tsmc的产能一向不比较宽松，相较于苹果公司、高通芯片、英伟达显卡和AMD动则一定过亿的销售量，特斯拉订单信息tsmc压根瞧不起。

5纳米技术，tsmc也是完爆三星，3纳米技术亦是如此。

不管闸极或是内连线宽，tsmc都完爆三星。这就意味着在能耗领域，三星比tsmc稍逊许多。

特斯拉汽车挑选三星，就不太可能挑选还不是很完善的5纳米芯片，由于三星的5纳米技术比7纳米提高很少，功能损耗也较高。

特斯拉汽车挑选三星只能选择7纳米技术，由于加工工艺更加成熟。

除此之外，也有区位优势。

特斯拉总部如今在得克萨斯州奥斯丁哈罗德格林路，特斯拉汽车较大加工厂还在奥斯丁，特斯拉汽车Cybertruck唯一加工厂还在奥斯丁，而三星的晶圆代工厂跟特斯拉汽车在同一个城市，还在得克萨斯州的奥斯丁。

清晰地说是在奥斯丁稍微偏南的Taylor，离特斯拉汽车并很近，彼此互相有效沟通。

2021年11每月，三星回应美政府呼吁公布在德州项目投资170亿美金创建S2-2芯片加工。

之前的S2-1加工厂最大仅有11纳米技术，S2-2厂可以去7纳米技术，预估2023年初建成投产。

特斯拉二代FSD处理芯片应当就在那S2-2厂代工生产。

tsmc在国外还在办厂，但是详细地址在俄亥俄州大凤凰城，并且在2024年末才可以建成投产。

02

详细说明HW4.0，特斯拉汽车第二代FSD到底整体实力几何图形？

特斯拉汽车HW4.0正脸PCB如上图所述，Green在推特上说二代FSD的CPU内核由12个增加至20个，运行频率在1.37GHz-2.35GHz中间。

第一代FSD用了12个ARMCortex-A72CPU内核。

A72是ARM在2015年推出的架构设计，特性约为6.1-6.5DMIPS/MHz，最大运行频率类似都是2.4GHz，像之后上线的A76、A77、A78最大运行频率可达到3GHz之上。

从配备CPU性能来说，也反证特斯拉汽车HW4.0所使用的或是2015年A72。

按第一代工作频率2.2GHz测算，20核心A72的矿池是20*2.2K*6.5=286K，与英伟达显卡Orin的12关键A78AE比略微低一点，Orin是300KDMIPS。

木板正中间最下边有可能是交换机，HW3.0是Marvell的88Q6321

与HW3.0对比，HW4.0一个显著的差别是HW4.0元器件大量。

HW4.0左右还各得多24路供电系统，特别是在下边的12路供电系统，电感器容积甚大，并接的贴片钽电容阵型也颇为壮观。

HW3.0的供电系统仅有4路，HW4.0则得多20路。我本人推断是由于二代FSD的功率大幅度增加了，可能一片二代FSD的输出功率80-90瓦，甚至可能是100-120瓦，不然用不着提升那么多通道供电系统。

这同样也反证了二代FSD使用的是7纳米芯片。

为什么这样说呢？

这显然与计算机主板供电相近。

图中属于典型的主板，完整的CPU供电设计一般都需要包括以上一部分。

PWM处理芯片具有总控制作用，每一相完整的供电系统均是由:

1-2个电感器、1-4个MOS(一般是高档的Dr.MOS/2~4个便是常规上桥+下桥)、多个耦合电容(中低档电脑主板固态电容，高档电脑主板用贴片钽电容)等组成。

计算机主板供电和车载式计算系统软件供电系统是完全一样:一般是开关电源电路。

开关电源电路是防止开关器件开启和关闭时间和比例，维持稳定电压的一种供配电系统，主要是由电容器、电源变压器、MosFET场效管及其PWM脉宽调制IC构成。

这一电控系统热值低，转化效率高，并且稳压管范围广、稳压管效果明显。

一般来说，输出功率65瓦计算机CPU一般是4相或是6相供电系统，250瓦独立显卡一般需要8相供电系统，500瓦RTX4070Ti独立显卡一般是12+3，更加高端是指16+4路。

多组分供电系统带来的好处许多:

1给予更多的电流量；

2减少供电系统电源的环境温度，由于电流量得多一路分离，每一个器件的热值当然降低了。多组分供电系统电源电路可以非常准确地均衡各相供电系统电源电路输出电流量，以保持各输出功率元件的热力循环；

3运用多组分供电系统得到的关键电压信号都比单相电的来的平稳。

但多组分供电的主要缺点费用较高，并且对走线设计方案、排热的需求也更高，因而输出功率越大的商品所使用的供电系统相数越大。

特斯拉汽车用了24相供电系统，虽然使用了水冷散热，推断二颗FSD的功率依旧有大概150-200瓦。

而Orin大概是多少？高配64GB的OrinAGX至大功率为60瓦。

与HW3.0不一样，HW4.0的侧板得多8颗运行内存，FPGA代号为D9ZPR，具体型号规格是MT61M512M32KPA-14AAT:C，特斯拉汽车不惜血本，用上顶级的GDDR6。

GDDR是GraphicsDoubleDataRate的简称，为显卡内存的一种。

GDDR有专属输出功率、工作频率、工作电压，因而与目前市面上标准化的DDR存储芯片略有不同，与一般DDR运行内存不一样而且不能同用。

一般来说，GDDR比主内存中常用的一般DDR存储芯片工作频率更高一些，热值比较小，比较适合组合高档显示芯片。

GDDR乃是电脑爱好者了解最高级的显卡内存，GDDR6是英伟达显卡2018年发布20系列产品独立显卡才发生的。

现阶段最强大的消费级内存是2020年英伟达显卡携手并肩美光科技上线的GDDR6X。

但是和AI练习用处理芯片广泛使用的HBM2运行内存或是差别显著，当然，HBM2价钱远远高于GDDR6X。

车载式行业现阶段全是LPDDR，特斯拉汽车又开创先河:第一次在车载式行业用GDRR。

为何以前没有汽车企业应用？

一是算力需求不太高；二是GDDR功能损耗高，用以车载式行业不太适合。

但是特斯拉汽车不在乎，台式电脑的GPU也敢放到车内，更别提功能损耗偏高的GDDR了。

GDDR6主要参数

GDDR6最大运行频率远远高于LPDDR5，最高可达1750MHz，传输速度约是12800MT/s，是LPDDR5两倍，成本是mdash;mdash;功能损耗也大概是LPDDR5两倍。

特斯拉汽车不惜血本，使用了16颗GDDR6，累计32GB，只此一项成本费就会有大概200-250美金，HW3.0乃是8颗LPDDR4，总容积16GB，估计得20美金。

Flash存放层面，HW3.0是松下的THGAF8G8T23BAIL，这也是32GB的UFS，只不过是比较老旧的UFS2.1规范。HW4.0改成三星的KLUDG8J1ZD，容积提升到128GB，但依然是UFS2.1规范。

03

二代FSD的算率有多高？

针对特斯拉汽车这类OneShot型NPU，提升算率便是提升晶体管数量，相同的Die尺寸就需要提升相对密度。

二代FSD的Die面积看上去类似尺寸，充分考虑A72的关键增加到了20个，还会占据一部分Die面积，可能算率较多提升三倍，其实就是216TOPS，依然小于Orin。

但是FSD的SRAM容积较为足，这也是特斯拉汽车一贯特点，二代FSD的具体算率和梦想会非常接近。

左手边HW4.0，右边HW3.0

以上一层是驾驶舱车载电脑，接下来一层是无人驾驶

单单从插口看，HW4.0起码有2个千兆以太网，从射频连接器分辨是典型的单单挑车载以太网，并不是早期EAVB以太网接口。

在两块FSD下边好像有两块车载以太网mac层处理芯片，应当是较一个新的88Q2112。

新增加千兆以太网恰好是为了能连接特斯拉汽车自身研发的4D车载雷达，传统式车载雷达用CAN或CAN-FD联接，4D车载雷达内容丰富，要用100兆以太网接口。

木板正中间最下边有可能是交换机，HW3.0是Marvell的88Q6321

HW4.0显而易见不容易使用这类相对落后、非严苛车规以太网芯片。

下左图是HW3.0的无人驾驶插口。右图是HW4.0，以上一层是HW4.0的无人驾驶的插口，驾驶舱有两个显示屏输出接口

无人驾驶层面:

鲜红色做为预埋插口；

蓝色代表驾驶人员个人行为检测。

乳白色为联接2个时向监控摄像头；

灰黑色为前视摄像头，很有可能两个人都是500万像素。

我本人推断，特斯拉汽车HW4.0降低了一个前视摄像头，增加了一个时向监控摄像头。

特斯拉汽车使用了两块4路解串行通信处理芯片，可能是美信的MAX96712，这一处理芯片在十分火热。也有一片有可能是2路解串行通信。

HW3.0乃是两块德州仪器公司的DS90UB960和一片DS90UB954，规格显著媲美信的要低。

其他地区区别不大，仍是Spansion的64MBNorFlash做BootLoader。

电池管理好像或是美信的MAX20005。U-BLOX的GPS被撤销了，改成了更高级的三波长GPS。

这也是HW4.0的车载电脑一部分，将CPU与GPU合二为一，放到一张PCB板里。

车载电脑侧板，无线网络通信模组或是AG525R-GL，手机蓝牙与WiFi或是LGINNOTEK的ATC5CPC001。

总结一下，HW4.0与HW3.0对比，展开了如下所示的更新:

HW4.0比HW3.0面积更高，处理速度更高一些。比如HW4.0的车载电脑一部分，将CPU与GPU合二为一，集成化在一张PCB板里；

核心一部分更新并不大，HW4.0CPU内核从12个增至20个，最