特斯拉最新Model S车机分析

新车机改为17英寸竖屏，分辨率2200*1300。

后排中间还有一个8英寸小屏，分辨率估计是960*540。

上图是特斯拉车机的GPU部分，特斯拉又一次无视车规，使用了消费级产品。不过在供电电路上，特斯拉还是考虑到了汽车的复杂情况。特斯拉使用了AMD的Navi 23 GPU，其供电电路异常复杂。

LM74810是德州仪器的车载保护芯片，是德州仪器刚刚在2020年初推出的芯片，主要用在电动车车机供电保护中，特斯拉是尽量用先进的芯片。而目前业内是使用滤波和电源调节的方案，特斯拉的可以提供额外的过流保护，集成度也更高。

LM74810-Q1 利用过压可调节特性，可在不需要的负载突降事件中提供保护。如图 所示，LM74810-Q1 的 OV 引脚可使用比较器发送出现过压事件的信号。这会断开用于驱动 Q2 金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的 HGATE 电压。额定电压较低的下游元件没有输入端发生瞬变时所需的电压范围，而将连接至 OV 引脚的电阻分压器调整至您所需的阈值，则可以使用此类下游元件。LM74810-Q1 器件的额定输入电压最大为 65V，可在发生 35V 峰值电压的瞬态事件时继续工作。LM74810-Q1，连同适当的 MOSFET 和输入端瞬态电压抑制器(TVS)，可在发生 ISO 7637-2 测试脉冲 1 等高负电压瞬变时为系统提供保护。如果输入电压为负，则 LM74810-Q1 关断并将 DGATE 拉低。然后，图 中 Q1 的二极管为系统提供反向电压保护，并防止产生负电流。一旦输入电压恢复标称值，LM74810-Q1 则重新导通，并使 MOSFET 正常工作。LM74810-Q1 具有浪涌电流限制功能，可在启动期间控制电流大小。输出端电容会限制电流，从而确保元件内不会流经超出安全工作范围内的电流。还可以提供过流保护和低压瞬态保护。千颗起售价1美元。

LT8638s是ADI公司的40V降压开关，是2019年3季度的产品，也算比较新，特点是噪音特别低，EMI干扰很低，ADI称之为Silent Switcher Monolithic Buck。再向上是德州仪器的LP87522，这是一个4相的电源管理IC，千颗起售价2美元。负载开关还是德州仪器的，型号是TPS22965，只有0.3美元。LDO即线性稳压器是安森美的，型号NCV8710，这本来是做车内氛围灯上的。ADS1015是德州仪器的4路ADC，负责监视电压和电流变化，特斯拉在供电方面还是照标准车规来做。

存储器方面是三星的K4ZAF325XM，这是昂贵的GDDR6内存，估计有有4个模块，这意味着总共8GB的内存。根据该图，该内存为14 Gbps，并连接到128位内存总线。这将提供最大的224 GB / s的带宽，类似于Xbox SeriesS。

TMP451是德州仪器的温度传感器，监测Navi 23的温度。晶振是SiTime的SIT8924，提供宽温度范围的100MHz晶振。

视频输出有3路，两路DisplayPort，其中一路为High Bit Rate 2（HBR2），支持4K（4096X2160）60Hz，一路为一代HBR，足以支持2K/60P。一路HDMI 1.4。

最后来看今天的主角Navi 23。先来说那个恐怖的算力，在FP32情况下，可以达到10TFLOPS，这与一般的AI加速器的算力是有差异的，AI加速器只做MAC乘和累加运算，分训练和推理两大类，训练用在数据中心，推理用在终端产品，我们平时见到的绝大多数都是推理用的。

FP32的数据格式有两个用途，一个是做深度学习训练用，精度和动态范围很高。再有一个是做图形浮点运算，两者实际差不多，都是大规模并行运算。推理领域考虑到成本，没必要用那么高的，INT8是整数8位，推理领域默认的算力数值都是INT8位下取得的，FP32是浮点有小数的32位。整数运算的单位是OPS，浮点运算是Flops。FP32的算力可以至少折算4倍的INT8。通常处理器中针对FP32和INT8是两个不同的运算单元，如英伟达的Xavier，AI算力是30TOPS INT8，GPU算力是1.3TFLOPS FP32。高通最顶级的Snapdragon的GPU是1.84TFLOPS。Navi 23是专用显卡芯片，足以比美英伟达的RTX2080，自然算力很高，达到了10TFLOPS，如果做推理至少有40TOPS。这么强的算力自然也有缺点，那就是高功耗，索尼PS5的功耗210瓦左右，电源功耗350瓦，外媒Eurogamer以及旗下数毛社对PS5、PS4 Pro、2070s、2080s等硬件的功耗进行了对比，测试显示，PS5待机功耗为1.5W，闲置下载游戏时PS5功耗为36W，在运行《古墓丽影：崛起》时PS5功耗为107W，峰值200W。特斯拉用做车机，无论怎么降低功耗，在打游戏时整机平均功耗不会低于100瓦，单GPU部分的功耗估计是80瓦或更高。跟台式机功率差不多。

RDNA2最强的地方在于Infinity Cache，它位于AMD Navi  GPU内主要的计算核心集群的旁边，本质上是一个小型而有效的内存存储。它位于较小的L1和L2高速缓存之间，嵌入GPU本身。AMD Infinity Cache 充当着海量带宽放大器的角色，实现的有效带宽最高可达 256 位 16 Gbps GDDR6 的 3.25 倍。使用 Infinity Cache+ 256bit GDDR6 显存的方案相比传统的 384bit GDDR6 显存带宽翻倍，而且功耗还更低。通常L2缓存的容量都很小，一般不超过1MB，而Infinity Cache 有128MB。

一般车机CPU的功率是多少呢？特斯拉Model 3上的是英特尔的A3950，TDP功耗大约9.5瓦，用在宝马顶配车机上的A3960是12.5瓦。。这里需要对芯片功耗做一些解释，通常芯片的功耗是TDP，这是英特尔发明的词，TDP的英文全称是“Thermal Design Power”，也就是热设计功耗，简称热功耗。顾名思义，它用来标识CPU或者GPU被设计成需要被排出多少热量才能保证让其稳定工作在标称频率上。诚然功耗和需要耗散的热量是正相关的，但两者并不是相等关系。电流和电压随着运算量不同而起伏不定，功耗P也随之变化，但总的来说瞬时功耗是大于需要散热器排除的热量的。这是因为功耗除了提高温度需要散热器降温外还产生了热辐射等其他耗散。绝大部分汽车芯片功耗都用TDP标准，一般来说车机芯片TDP功耗不高于15瓦，一般都在10瓦以下。

但是在GPU领域，完全不用TDP这个标准，通常是TBP、GCP或TGP，TBP，也就是Typical Board Power，典型整板功耗，通常在显卡上使用，其标称了整块板卡（显卡的话就是GPU+显存+其他附件）的功耗，更具有参考价值。GCP（Grpahics Card Power）也叫显卡功率。TGP，Total Graphics Power，与TBP基本没差别。AMD没有公布NAVI 23的TBP或TDP，实际NAVI23的任何资料都没公布。根据VIDECOCARDZ的资料，AMD NAVI23的TGP设计目标是65-90瓦，单NAVI23的TDP功耗估计在70-80瓦左右。

只有特斯拉这样近乎疯狂的厂家才会用高于大部分车机芯片8倍功耗的设计，即便新兴造车也没人敢这么疯狂，这种设计不仅可靠性很低，也比较耗电。特斯拉恐怕10年内都保持领先。

特斯拉至少得为这GPU准备三个风扇，或者用水冷，当然了，特斯拉或许艺高人胆大，上一代Model s频繁黑屏死机，是因为节约成本用了消费级的EMMC，OTA次数太多，刷爆了。不过特斯拉的粉丝丝毫不在意。

很多人会说，特斯拉的设计师肯定考虑到了这么高的功耗。

特斯拉一贯不走寻常路，特斯拉的设想可能是让你停车状态下打游戏，马斯克号称其车机可以达Cyberpunk 2077，莫说车机，99%的台式机都无法流畅打这款游戏。马斯克是要宇宙最强的称号，其他的都可以缓一缓。

下表是Cyberpunk 2077推荐电脑配置。

最低级别都需要英伟达GTX1060显卡，要流畅的2K屏显示，需要RTX2060或AMD的RX 5600。

至于CPU，无从知晓，与NAVI 23配合最好的自然还是AMD的Zen2。因此推测用的就是Zen2，如果用了传统的车机芯片，恐怕很难和NAVI23配合好，研发周期会很长，NAVI23最早也得在2020年1月定版，这么短的时间用在量产车上，恐怕只有Zen2做CPU才能做到，并且有PS5和Xbox的经验，也能缩短时间。对AMD和台积电这都是利好，AMD垄断了三大游戏机的芯片，芯片代工又由台积电独家掌握。

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