Nvidia汽車市場真能行？
2023-02-01
作者
黃燁鋒，國際電子商情網站(ESMC)
汽車(Automotive)作為Nvidia在財報中給出的單獨業務方向，今年的漲勢相當不錯…
FY23 Q3 (截至2022年10月30日)季報中，Nvidia特別在給投資者的呈現內容裡提到汽車業務勢頭不錯，正成為該公司下一個數十億美元的平台。借著近期CES展會上的發佈，本文談談Nvidia汽車業務的佈局情況。
這兩季受到遊戲業務(Gaming)的不良影響，Nvidia的整體營收表現並不怎麼好。FY23 Q3季度營收59.31億美元，與去年同期比下滑17%——其遊戲業務下滑幅度達到了51%；但在業務劃分的亮點裡，資料中心和汽車業務的表現仍然非常不錯。從資料中心垂直產業的角度來看，汽車也為資料中心營收貢獻量多；而汽車業務本身則與去年同期比成長了86%，當季營收2.51億美元。
汽車業務目前在Nvidia公司的整體營收佔比中，大概還只有4.2%；要達成數十億的成長還有相當大的空間。值得一提的是，Nvidia Q3財季汽車業務成長主要驅動力在AI Automotive解決方案上，Nvidia表示客戶基於DRIVE Orin晶片的產品持續增加。
在去年9月的Computex上，Nvidia共同創辦人暨執行長黃仁勳在接受採訪時就提到：「今天我們有大約20家車企客戶待出貨，包括Volvo、蔚來、小鵬、比亞迪；還有8家自動駕駛計程車(Robotaxi)公司、7家卡車公司…」當時他談到就汽車這個方向，「我們有兩個不同的業務模型。其一是出售晶片，或者伺服器等；另一個是與企業合作，發展車隊(fleet)，並在生命週期內提供支援。」
去年宣佈的與Mercedes-Benz的合作屬於第二種。Nvidia似乎格外重視與Mercedes-Benz之間的合作，其官網還有個專題合作頁面。黃仁勳在評價此次合作時甚至說：「Mercedes-Benz能夠採用一切Nvidia的資源(I would say that Mercedes has access to everything NVIDIA has)。」就Nvidia官網資料來看，雙方合作涉及到軟體定義汽車、AI駕駛艙、銷售門市AI最佳化等等。於汽車業務，「現在對我們來說，這還是個很小的業務。但未來6年，這將能夠創造110億美元營收價值。」
Nvidia汽車業務和DRIVE構成
瞭解汽車電子的讀者應該知道，汽車E/E電子電氣架構正從分散式轉向中心化。雖說最終方向可能還無法確定，但不同域的融合和中心化是確切的，比如說ADAS與IVI。Nvidia加入到汽車市場的立足點其實也在這個大方向上，他們要做汽車的「中央電腦」。
以前的分散式系統可以認為是不同的電腦各自為政。而融合為一台電腦，並接上四個輪子，被認為是汽車的未來形態。這種轉變的推動力來自成本、功耗的縮減，單純就晶片角度，Nvidia在此提供中央大晶片或系統。
去年的GTC Fall大會上，Nvidia發佈了Thor (2022年Orin晶片的演進版本)，就是這樣一顆晶片。比較有趣的是，原本此前發佈要替代Orin的Atlan被中途取消，2024年標稱2000TOPS的Thor就要提槍上馬。Nvidia說，Thor的吞吐量是Atlan的2倍，性能也超過2倍的提升。
Thor的到來，其實是伴隨著Ada Lovelace/Hopper GPU和Grace CPU而來的。當時黃仁勳說，Hopper上的Transformer Engine，Ada上的GPU多實例支援、Grace CPU的單執行緒性能，對於汽車而言都很有價值。這些東西共同構成了Thor。Thor具體怎麼用，還是要看主機廠：可以把所有運算力都用於自動駕駛；也可以切分給輔助駕駛、資訊娛樂/智慧座艙等域。
不過Thor遠不是Nvidia汽車業務的全部。作為一個有「全堆疊」或者「端到端」喜好的公司，屬於Nvidia的這部分當然也要做全堆疊。從大的方向來看，自動駕駛車相關兩個部分。其一是資料中心，需要處理資料、訓練AI、進行數位孿生(digital twin)的模擬、建構虛擬世界等；其二就是汽車本體上的AI電腦，處理各種感測器資料來感知駕車環境，實現自動駕駛。
Nvidia的自動駕駛開發與部署端到端平台整體名為Nvidia DRIVE。從Nvidia平台層的角度來看，DRIVE主要關乎到Nvidia AI和Omniverse (若對Nvidia技術熟悉的話，就應該知道目前Nvidia的三大平台就是Nvidia HPC、AI、Omniverse)。
對Nvidia AI和Omniverse不瞭解的讀者可以參考下圖。Nvidia AI比較好理解，畢竟AI現在是Nvidia的重要技術方向——最上層的很多應用就足夠說明Nvidia AI涵蓋的庫、中介軟體等構成了；Omniverse則是Nvidia版本的元宇宙或虛擬世界，可以在這個3D圖形世界裡打造數位孿生，或者進行3D設計的協同。
再回過頭來看Nvidia DRIVE。從開發(資料中心)和部署(汽車)兩部分做切分，開發部分涵蓋了Nvidia AI基礎設施、Replicator Synthetic Data Generation (用於AI訓練的合成資料生成)、DRIVE Sim (在Omniverse中進行行車/自動駕駛等的模擬和學習)、DRIVE Map；而部署部分，則包括了全堆疊的駕駛和座艙AI應用、汽車AI電腦，以及Hyperion參考設計。
DRIVE Sim應該是其中最知名的部分，在Omniverse虛擬世界裡建構汽車和行車場景的數位孿生，並在其中測試和驗證自動駕駛軟體。這個虛擬世界裡，能夠進行不同複雜路況、天氣、時間，以及包含公路、岔路口、交通燈、行人、卡車等各類元素與場景的模擬，還能創造各種突發事件來達成自動駕駛的學習過程。當然，這些需要依託於資料中心雲上的伺服器(具體是Nvidia DGX/OVX)，其中還包含了各種軟體，如作業系統、中介軟體、停車/自動駕駛/座艙等應用。
從DRIVE Sim的能力來看，其職能可能還在進一步擴展。今年CES上，Nvidia演示了藉由DRIVE Sim，車廠可以在虛擬世界裡設計汽車，以及借此打造零售店的VR體驗。
用VR就能進行虛擬的駕車體驗，而且周圍環境是可任意改換的——比如白天改成晚上——對於開發者和工程師而言，這就能用於設計和滿足安全標準的驗證；對於零售店的汽車買家而言，則能用於汽車的VR體驗。
Nvidia說，該公司是目前僅有的做到了端到端，覆蓋從雲上AI資料工廠，到汽車上的完整軟體棧的企業。其實Nvidia的DRIVE汽車生態與其Isaac機器人生態基本上是類似，或者說汽車本來就是一種特殊的機器人。而Nvidia原有的平台層技術，對於建構汽車生態而言也有著天然的優勢。
CES上有關汽車的一些新發佈
在去年的GTC上，Nvidia就將DRIVE Sim擴展到汽車內部——打造座艙內的數位孿生。當時Nvidia說，設計師和工程師借此就能一起工作，把設計先應用到DRIVE Sim的虛擬世界裡；最終加速智慧座艙和IVI資訊娛樂系統的開發。這次CES的特別演講中，Nvidia再度提到了這一更新。並將DRIVE Sim稱作是「為智慧汽車開啟新的可能性」。
因為也是借助Omniverse，所以身處不同位置的設計師就能配合工作進行車內設施、軟體的設計，即時地展現到虛擬世界裡，包括任何一個按鈕、通風口、窗戶、儀錶板等。最終設計的數位孿生也能在零售店裡，作為VR體驗存在。依照Nvidia的說法，打造的是從生產線到展示體驗的「一切」。當然，如前所述DRIVE Sim本身只是DRIVE的組成部分之一。
CES 2023上有關Nvidia汽車業務的發佈，主要是合作相關的，或者說客戶合作情況彙報，較大篇幅的一則發佈仍然是Mercedes-Benz開始採用Nvidia Omniverse。這個合作，有一部分應該和前年BMW生產基地借助Nvidia Omniverse和AI建構虛擬工廠類似。
Mercedes-Benz也是用Omniverse來最佳化生產和裝配設施。在Omniverse虛擬世界裡建構裝配線的數位孿生，則各種搭配、組合、調整在應用到實際的產線之前，就能在Omniverse裡先進行，不需要打斷現有生產。與此同時規劃上，可以在全球範圍內做工廠的同步，給生產設備、流水線操作進行OTA軟體更新，提升品質和效率。
當前Mercedes-Benz正計畫在德國Rastatt工廠生產新的電動車平台，他們就用Omniverse進行了生產流程的模擬。虛擬的工作流也能夠讓賓士在面對供應鏈問題的時候做出快速回應，依照需要重新配置裝配線。據Nvidia所說，模擬世界CAD的精準度達到了相當細節(down to the nuts and bolts)的水準。
這一合作雖然跟作為汽車製造商的Mercedes-Benz是直接相關，不過似乎更像是機器人方向的合作——因為畢竟此處Omniverse是用於模擬工業生產，包括工廠佈局、機器人如何行動、工人如何與產線互動之類，而不是汽車自身的測試或設計。但這方面也只是雙方合作的一部分。由Mercedes-Benz開始用Omniverse可知，雙方的合作的確開始變得深入；Nvidia顯然正在試圖讓傳統車廠對自家的生態產生依賴。
除了與Mercedes-Benz的合作之外，這次Nvidia還宣佈了和富士康(Foxconn)之間的合作。Nvidia在主題演講中說，富士康將基於DRIVE Hyperion平台來開發電動車。
去年的GTC Spring上，Nvidia其實也宣佈了包括Mercedes-Benz在內的幾家車企都準備用Hyperion 8 (另外兩家還包括Jaguar和Land Rover)。
富士康要造車也不是什麼新聞了。富士康作為Tier 1的角色也開發ECU——而開發ECU會基於DRIVE Orin——前面已經提到這顆晶片是作為當代趨於中央化的E/E電子電氣架構的大腦，Thor是其演進產品。這也是Nvidia DRIVE生態擴張的一個重要發佈，是從Tier 1和主機廠兩個方向來進行。
除了合作相關的，還有一則重要發佈：GeForce NOW登錄汽車。GeForce NOW是Nvidia的雲端遊戲服務，針對包括電視、筆記本、桌上型電腦、掌機等設備，在不需要本地RTX GPU的情況下，透過串流服務就能玩3A大作。
今年CES上，Nvidia有關GeForce NOW的新品發佈不少，包括服務擴展到更多國家地區、雲端基礎設施硬體更新、降低延遲的Reflex技術加入、會員計畫更新等。相關汽車的部分，大方向就是未來合作汽車品牌的汽車上，也能玩GeForce NOW，作為座艙娛樂體驗的一部分。
GeForce NOW登錄汽車，一方面是汽車電子的發展成果——未來智慧座艙的一部分就在高階娛樂上，另一方面是Nvidia這類汽車市場的後來參與者在做產品時的思路體現。雲端遊戲其實也更符合汽車功耗敏感的特點，畢竟3A遊戲的圖形運算力需求對應的功耗也不小。GeForce NOW是Nvidia佔領汽車生態的重要組成部分。
首波與Nvidia在GeForce NOW雲端遊戲上合作的車企有比亞迪、Hyundai Motor Group、Polestar。採訪環節中，Nvidia提到這類合作，Nvidia主要是把GeForce NOW用戶端整合到汽車上，「會有一些工程工作，需要我們和汽車製造商一起，進行軟體最佳化之類的工作，其實也只是個串流用戶端；需要傳輸遊戲控制訊號，支援Android Auto和不同的作業系統。」
「連接也是其中的關鍵。還是需要在車裡有高性能的網際網路連接，可能是本身就建構在車上，也可能是將行動裝置作為熱點。所以為了確保車上的遊戲體驗，需要與車企進行一些合作。」——車機就成為了GeForce NOW生態的一環。例如原本在家裡的智慧電視上玩GeForce NOW遊戲，暫停之後可以繼續在車裡玩。GeForce NOW的部署似乎並不要求Nvidia DRIVE，畢竟座艙這個市場已經有了相對穩定的方案。
Nvidia在汽車產業的角色與未來
依照Nvidia的說法，Nvidia當前汽車生態系統合作夥伴數量已經有幾百，與「新能源車Top 30主機廠的20家」、「很多產業頭部Tier 1與ISV」、「最大規模的10家卡車與Robotaxi企業中的8家」都有合作。
Nvidia汽車業務副總裁Danny Shapiro是這樣闡釋Nvidia目前在汽車產業的角色定位：「大概20年前，汽車設計也有Nvidia的參與。當時和Nvidia相關的主要是工作站、軟體。後來有了工程相關的部分，風洞模擬、碰撞模擬等。」
「在有了Omniverse之後，我們能夠將所有的東西做統一。從設計到工程，到現在的生產製造，甚至是零售環節。」Shapiro說，「所以我們對自己的定位是汽車產業的技術合作者，從設計、生產到零售管線的任意組成部分。我們不只是個技術供應商，我們也與OEM與Tier 1一起，做出創新並帶來新技術。」這也是當代市場對Nvidia這類市場角色的定位，也是汽車產業鏈價值重心遷移的某種體現。
除了前面提到Nvidia產品的參與度，人們的出行模式可能本身也在發生變化。「AI真正改變了汽車的用戶體驗，正在造就新的出行方式。我們現在會看到Robotaxi正成為全新的交通工具類型。我們在和不少企業打造這樣不需要方向盤、腳踏板的汽車，能夠完全自主運轉。」該公司說。
「我們正把超級電腦放進車裡，我們在做全新的升級。會有過去我們從未想到過的應用出現——這樣的應用可能在數年後出現，而且能夠應用到已經買了好幾年的車上。未來會有新的東西出現，是我們現在想像不到的。」這也是未來車隊運營的新業務模式：基於現有售出的汽車提供增值服務，持續從存量市場上獲得營收，而不像過去那樣主要是做一次性買賣，這個市場的價值對於主機廠而言不可忽視。
實際上，Nvidia在汽車市場的部署就是基於這家公司幾十年來的加速運算技術，及其近些年在AI市場上的呼風喚雨。當自動駕駛領域，AI、資料、數位孿生與模擬變得越來越重要，Nvidia的契機也就來了。在筆者看來，Nvidia於汽車市場的努力，更像是這家公司對其在資料中心市場成功的模式複製，即便這其中存在具體實施層面的顯著差異。
本文原刊登於國際電子商情網站
