我們討論了軟件定義汽車的起源、軟件的重要性,并指出了軟件早已經存在于汽車之中,并非最近幾年才出現的新生事物。而且,我們也認為軟件將會決定一個車企的生死,因為無論是傳統的基本車輛功能,還是智能座艙、智能駕駛等新興的智能化功能,無一不是在這個時代進行競爭的基本條件,而且正在被軟件所重塑。對于車企而言,如果未來仍然做不好軟件,可能連上牌桌的機會都沒有了。
軟件定義汽車詳解
讓我們首先再來深入理解一下軟件定義汽車這個名詞。
1.軟件定義汽車首先是一個技術概念。從其衍生而來的原始詞匯(如:SDN等)所對應的概念來看,軟件定義汽車應該是一個技術概念,對應于軟硬件分離的理念和技術。即:將汽車中的硬件作為基礎平臺,通過軟件的配置和部署等實現相應的功能和性能。但對于如何實現軟件定義汽車卻始終沒有一個標準的答案,有些人將SOA作為實現軟件定義汽車的方式,但并非所有業內人士都認同這種觀念。在技術方面的唯一共識是全新的電子電氣架構和域控制器是實現軟件定義汽車的基礎。
2.軟件定義汽車也是一種理念。當前的汽車行業已經將軟件定義汽車當作一種理念來看待,超越了其原本的技術概念。大家因為相信軟件定義汽車必然實現而將其奉為信條,并相信其一種必然的趨勢。各方當前的普遍共識是:未來的汽車中,軟件將占據主導地位,成為車企之間競爭的主要因素。因此,從車企到供應商,大家紛紛進行相應的投資布局和組織機構改革,以期能夠從全產業鏈來構建自身強大的軟件開發能力。
無論軟件定義汽車究竟是什么,行業內對以下幾點已經達成了共識:
1)軟件在整車成本中的比重將逐漸增加,并占據重要的位置;
2)軟件對整車的功能和性能至關重要,未來汽車功能的創新將主要依靠軟件實現;
3)軟件將越來越多的影響整個汽車產業鏈,最終引起整個汽車產業鏈的關系重構;
4)汽車行業的商業模式將被軟件和相關技術的應用所逐漸改變,軟件將成為重要的利潤來源;
5)未來的汽車將因軟件的不斷迭代而得以不斷成長;
6)汽車將從一個主要基于硬件的產品轉變為軟硬結合的智能移動設備。
軟件定義汽車的內涵已經遠遠超越了某種具體的技術,汽車制造商將不再僅僅通過馬力和扭矩等使自己與眾不同,而消費者也越來越多地被由軟件定義的功能所吸引,車輛已經成為物聯網的一部分。無論是在車端還是云端,大量數據都需要軟件來處理、管理和分發。軟件帶動著汽車技術的革新、引領汽車產品差異化發展潮流,已經成為汽車“新四化”發展的基礎和核心。軟件正在引起整個汽車行業的產業鏈格局、組織架構、開發流程體系等的變革,而且這個變革將不斷深化,最終將讓所有人都目瞪口呆。
電子電氣架構是軟件定義汽車的核心
在這場由軟件引起的變革中,電子電氣架構成為了最先引起業界注意的一個基礎技術。整個行業中最大的改變之一就體現在對電子電氣架構從忽視到重視的歷程中,幾乎所有人都認為只有改變電子電氣架構才能實現軟件定義汽車的目標。這無疑是一個極其正確的決定,因為軟件絕不等于代碼,只有面向軟件的架構才能支撐起軟件定義汽車的理想。而電子電氣架構的靈魂也并不是代碼,良好的網絡架構、功能架構、電氣架構和軟件架構才是決定電子電氣系統功能與性能的最核心因素。軟件代碼只是電子電氣系統中一個重要組件,軟件定義汽車時代的架構設計既要面向軟件,又必須考慮硬件。
不得不清醒的認識到的一點是,如果沒有硬件的支撐,軟件將沒有載體,也就無法發揮作用。硬件可以被忽視,但它永遠都在發揮著重要的作用。
電子電氣架構的形態變化已經成為有目共睹的事實。從分布式走向集中式帶來的變化也已經遠遠不只是網絡拓撲的變化。控制器的硬件、總線形式和配電系統等實體部件都在發生著巨大變化,這是軟件定義汽車所引起的最顯著的變化。除此之外,電子電氣架構的物理視圖還有一個尚未變為現實但正在發生的變化:硬件的平臺化和硬件能力的預留。
硬件平臺化之后才能實現軟件定義汽車
讓手機成為被“軟件定義的手機”的物質基礎是硬件的平臺化。平臺化的硬件才能支撐操作系統的平臺化,然后才可能有應用軟件的平臺化。對于汽車而言,由于其本身硬件的高復雜度和各個車企的封閉,平臺化的道路非常漫長,因此實現通用化更是遙遙無期。但在一個車企內部,如果能夠很好的實現架構化設計,在架構范圍內實現車型之間的平臺化就是一件可行的事情。
手機上可以隨意安裝軟件的另外一個基礎是硬件能力的預留,也即在其出廠時的硬件能力(算力、存儲等)有足夠的剩余,從而可以支持未來的軟件更新與增加。而在傳統的汽車行業中,車輛出廠時的硬件能力基本上都是剛剛夠用,因為任何一點多余的能力都會造成成本的增加。在軟件無需擴展的情況下,硬件能力的預留是沒有任何意義的。而當OTA技術發展起來之后,用戶也希望自己的車輛能夠像手機一樣“常用常新”,硬件可供擴展的能力空間就不再是一種浪費,而是基本的需求。
硬件預留并不那么靠譜
然而,在目前的車輛中,車身控制等傳統領域內的傳感器和執行器的能力預留并沒有多大的意義,因為這些領域的功能和性能都已經比較成熟,可提升空間很小,因此即使預留也很難增加車輛的功能和提升性能。
但車載信息娛樂系統和無人駕駛系統的情形卻完全不同,因為這兩個領域仍在蓬勃發展中,功能與性能都仍然有較大的提升空間。由于這兩個系統很少有自己專屬的執行器,因此可以基本不需要考慮執行器的能力預留。對于系統中所使用的傳感器而言,由于大多數系統在設計的時候已經基本上將現有傳感器的能力利用到了極致,因此也沒有能力預留的空間。只有是否使用的差異,其目的無非是兩種:一種是在車輛量產時該傳感器的相關功能尚未成熟,導致無法使用;另外一種是為了將其相關功能單獨標價售賣,期望用戶能夠額外付費,而獲取更多的利潤。嚴格的講,這兩種方式都不同于手機等IT行業產品所謂的硬件能力預留,但或許可以稱之為能力“預置”。
因此,當前汽車中的硬件能力預留大多發生在信息娛樂與無人駕駛這兩個系統中,能夠預留能力的硬件基本上只有相應控制器的算力、內存和存儲空間,以期將來可以持續不斷進行軟件的迭代,從而實現提升用戶滿意度和增加收入的目標。
但當前硬件的能力剩余并不多,大部分車型在出廠的時候就已經將其主要芯片的算力消耗的差不多了。雖然內存和存儲空間的問題都可以通過增加成本來解決,但算力卻并不是可以花錢就解決的。因為作為硬件核心的車載芯片的能力直接決定了控制器的算力,而現在可以獲得的芯片算力卻并尚不能滿足當前軟件的需求:無論是信息娛樂系統主機中的那些從手機中移植過來的APP、數量與分辨率都在不斷增加的屏幕,還是各種無人駕駛系統中不斷增加的傳感器數據和各種算法,都可以在短時間內將有限的芯片算力“吃”得一干二凈。這種現象是因為軟件的需求在以幾何級數飛速增長,而硬件的迭代速度已經接近摩爾定律的極限。由于這種軟件與硬件發展的不同步,導致所謂的硬件能力預留的有效期最多只有兩到三年。在此之后,很多新的軟件將可能無法部署到那些已經“過時”的硬件平臺上,用戶所能獲得的軟件功能提升將越來越有限。同時,如果考慮到車企中的大部分軟件人員可能已經不再對老的硬件平臺上的軟件進行開發和維護,那么硬件能力預留也就只是將車輛硬件的保鮮期延長了一點點而已,而其代價卻是相關成本的大幅度增加。
理想中的硬件能力預留應該是可以支持車輛生命周期中的大部分軟件更新和擴展的,而目前軟硬件發展速度的不匹配則大大限制了這種愿望的實現,軟件的能力需求仍然處于超越硬件能力供給的階段。另外,由于每次芯片平臺的切換都會導致海量開發費用的投入和漫長的時間成本,甚至導致很多原有硬件平臺上的軟件不再適用,因此所謂的硬件能力預留所產生的各種相關成本實際上遠遠超過BOM中所能夠看到的物料成本。這個問題只有在芯片的能力大幅度提升、同質性越來越高,并且軟件所需的硬件資源增長速度大幅度降低之后,才能夠得到徹底的解決。只有到那個時候,軟件才會成為真正的主角。
硬件是一切的基礎
沒有硬件支撐的軟件就是鏡花水月。熟悉汽車控制器開發的朋友一定知道,每一次軟件功能的大幅度提升都一定是建立在硬件的提升之上。無論是汽車座艙的進步還是智駕的進步,無一不是先有硬件的提升,然后才有軟件功能和性能的提升。如果沒有高通8155和英偉達的Orin等強大的芯片出現,現在的座艙和智駕很難有大幅度的變化。
可以類比IT行業的AI(人工智能)的發展,如果沒有英偉達等眾多芯片公司推出的具有強大算力的專用芯片,ChatGPT等應用不可能這么迅速的發展起來。
在手機行業也是如此:一枝獨秀的蘋果其成功的因素中,芯片是當之無愧的基礎。那些沒有自己芯片支撐的手機廠商即使能夠達到很大的銷量,其利潤率也一定會大大低于能夠實現軟硬件都自我可控的廠商。
硬件如同一座大廈的地基與框架,而軟件則如同各種裝修與裝飾。沒有好的地基與框架,大廈無法建得高大宏偉,更無法長久使用。而沒有各種裝修與裝飾,用戶也無法獲得良好的使用體驗。
只有與硬件結合的軟件才有存在的空間和意義!
在傳統的控制器中,模擬電路占據了主要的部分,而模擬電路的設計門檻很高,需要大量的實踐經驗和長期的積累。因此,過去自己設計硬件的主機廠并不多。然而,進入了域控制器時代,數字電路占了主要部分,硬件設計好像簡單了很多:只要選擇合適的芯片,有點經驗的工程師都能快速的搭建一個控制器的原型出來。但這樣的硬件很難有什么獨特性:既然大家都可以買到相同的芯片,那么控制器的優劣就只能拼軟件了。從這個角度而言,軟件確實定義了汽車上的一部分功能和性能。可是,軟件是很容易被抄襲的,除非能夠保持持續的創新能力并一直維持領先地位,否則很容易就會被后來者超越。
如同Alan Kay所言:那些真的嚴肅對待軟件的人應該制造自己的硬件(People who are really serious about software should make their own hardware.)。
值得欣喜的是,已經有越來越多的廠商開始嘗試自己定義自己的硬件。然而,芯片設計與制造的成本非常巨大,絕非那些體量小的OEM可以參與的。這無關于技術能力,因為造車始終是一門生意,要講投入產出比。如果銷量不夠大,那么賣車賺的錢可能連設計芯片的投資都收不回來,這樣的模式有怎么可能持久呢?
我并不想給出軟件是否能夠定義汽車的肯定或否定的結論,一是因為自己也在不斷的思考中。二是觀點與事實不同,沒有絕對的是與非。你相信世界是什么樣的,世界在你眼中就是什么樣的。堅定地走自己的路吧,別管別人怎么看。
最后,給大家的忠告是:量力而行,腳踏實地。技術變革期往往也是行業洗牌期,跟著別人的步伐是無法超越別人的。
責任編輯:彭菁
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原文標題:再問一次:軟件真能定義汽車嗎?
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