Arm加速佈局車用晶片 推出新一代處理器IP與開發平臺
林宗輝╱北美智權報 編輯部
汽車產業正在經歷一場前所未有的變革。電動化、智慧化、網聯化等技術浪潮正在顛覆傳統汽車的設計、製造和使用模式。在這場變革中，車用半導體扮演着至關重要的角色。
隨着汽車電子系統的日益複雜，對車載計算平臺的要求也在不斷提高。先進駕駛輔助系統（ADAS）、自動駕駛、車載資訊娛樂、車聯網等新興應用，對處理器的效能、功耗、安全性、可靠性等方面提出了更高的挑戰。
而Arm也希望藉此趨勢，推動他們自有方案的進一步侵蝕市場空間，除了增加更廣的市場空間以外，也是爲了防堵其他IP業者吃掉Arm尚未完全關注到的市場而進行佈局。
Arm推出新一代車用處理器IP
1. Neoverse V3AE：伺服器技術首次導入車用領域
在這樣的背景下，IP廠商Arm最近宣佈推出全新的車用處理器產品線，以及相應的開發平臺和解決方案，試圖爲車用半導體產業注入新的動能。其中最受矚目的，莫過於首次將旗下伺服器等級的Neoverse技術導入車用領域的Neoverse V3AE處理器。
這顆處理器採用Arm最新的Armv9架構，支援Scalable Vector Extension 2 (SVE2)指令集，可提供更高的單執行緒效能和更豐富的SIMD運算能力，特別適合AI和機器學習的高強度運算負載。同時，Neoverse V3AE還導入了Arm的Transactional Memory Extension (TME)技術，可實現更高效的多執行緒同步和併發控制，提高系統的可擴充性和實時性能。
Neoverse V3AE鎖定高階自動駕駛和ADAS應用，標榜可提供之前Arm車用IP所不及的運算效能。不過，伺服器晶片與車用晶片在功耗、散熱、可靠性等方面的要求差異甚大，Neoverse V3AE能否真正滿足車規級的嚴苛標準，還有待市場進一步檢驗。
2. Cortex-A720AE/A520AE：首次導入Armv9架構
除了Neoverse V3AE之外，Arm還推出了多款基於Armv9架構的全新Cortex-A系列處理器，包括鎖定中高階車用應用的Cortex-A720AE，以及強調高能效比的Cortex-A520AE。
Cortex-A720AE基於Arm最新的大核心設計，採用八級流水線架構，支援Arm的DynamIQ共享單元技術，最多可實現14個核心的叢集配置。同時還導入了Arm的Memory Tagging Extension (MTE)和Pointer Authentication (PAC)等安全特性，大幅提升系統的防護能力。
而Cortex-A520AE則是基於新一代的小核心設計，採用雙發射流水線架構，可實現極高的能效比。它同樣支援DynamIQ技術和Armv9的各項安全擴充，但更強調對Area和功耗的最佳化，非常適合對能效比要求較高的車用場景。
這也是Cortex-A系列首次導入Armv9架構，帶來了更強的AI運算和安全防護特性。但畢竟Armv9是一個嶄新的架構，其在複雜車用環境中的實際效能表現，還需要經過更多的測試與驗證。
全新開發平臺助力軟硬整合
1. 虛擬原型設計加速系統開發
軟體開發一直是車用系統設計的重大挑戰。爲了幫助業者加速開發流程，Arm還推出了一系列的虛擬原型設計和開發平臺，宣稱可讓軟、硬體開發並行，從而縮短車用系統上市時程長達2年之久。
這些虛擬平臺提供了Arm最新車用IP的精準模型，使軟體開發人員無需等待實際硬體的完成，就可以在虛擬環境中進行應用程式的開發、除錯和最佳化。同時還可以通過硬體/軟體協同仿真，及早發現潛在的整合問題，最佳化系統架構。
這樣的方式，有助於及早發現設計缺陷，完善系統架構。然而，畢竟虛擬環境與真實環境還是有一定差距，過度依賴虛擬平臺，是否反而會影響後續的實際整合效率，也是一個值得關注的風險。
2. 計劃推出可配置運算子系統
展望未來，Arm還計劃推出可配置的車用運算子系統(CSS)，預計在2025年推出首款產品。CSS將預先整合和驗證各種Arm車用IP，包括處理器核心、加速器、記憶體控制器、匯流排等關鍵組件，並提供完整的參考設計和軟體堆疊。
透過高度最佳化的IP組合和參考設計，CSS有望大幅降低車用SoC的開發門檻和週期，幫助業者加速客製化晶片的設計和驗證。但車廠的系統需求往往高度多樣化，CSS能否做到真正的靈活配置，滿足不同車型和應用場景的特定需求，仍然有待觀察。
機遇與挑戰並存
1. 豐富多元的車用解決方案
總的來說，Arm此次推出的新一代車用IP和開發平臺，無疑豐富了其在車用領域的解決方案組合。從基礎IP，如高效能CPU核心、DSP、ISP等，到參考SoC設計和虛擬開發環境，再到計劃中的運算子系統，Arm試圖從多個層面推動車用半導體產業。
尤其是在Arm龐大的合作伙伴生態加持下，有望極大地加速創新技術在車用領域的落地與推廣。諸如臺積電、NVIDIA、聯發科等業界巨擘，都已表示將採用Arm最新的車用IP產品。
2. 安全與可靠性仍是關鍵挑戰
不過，安全性與功能安全始終是車用電子的頭等大事。畢竟車用晶片直接關乎行車安全和乘客生命，其可靠性要求遠高於消費性電子產品。Arm宣稱其最新車用IP都經過了全面的功能安全強化，包括針對ISO 26262標準的專門設計和驗證。
但能否真正滿足ASIL-D等級的嚴苛要求，還有待實際市場檢驗。而且業界對安全性的實作方式和理解各有差異，不同廠商基於Arm IP開發的車用SoC，在安全性、互通性和一致性方面，恐怕還需要投入大量的協調和最佳化工作。
3. 與傳統車用晶片廠的競爭加劇
此外，車用半導體向來是英特爾、恩智浦、瑞薩、英飛凌等廠商的傳統優勢領域。它們不僅擁有多年的汽車電子經驗，與車廠、Tier-1也建立了緊密的合作關係，同時在功能安全、可靠性、品質控制等方面有着更爲成熟的流程和方法。
儘管Arm在手機、消費性電子領域早已建立了壓倒性的領先地位，但在車用市場，Arm能否複製其在移動終端市場上的成功模式，還有待時間檢驗。對標傳統車用晶片廠商，Arm在汽車領域的專業積累和影響力或許還有一定差距。
結語
無疑，Arm此次推出新一代車用處理器IP和開發平臺，勢必會爲車用半導體產業帶來新的變數。隨着軟硬體協同設計、虛實整合驗證等創新開發模式日益興起，Arm若能搶得先機，憑藉其在IP領域的獨特優勢，有望在未來車用市場佔得一席之地。
當然，車用電子的競爭遠未結束。安全性、可靠性、即時性等始終是車用半導體的核心命題，需要整個產業鏈的通力合作。Arm的新一代車用IP和解決方案能否衝擊供應鏈，帶動下一波汽車電子革新，還有待市場給出答案。
在電動化、智慧化、網路化的浪潮下，汽車產業正在經歷前所未有的變革，Arm能走多遠，我們拭目以待。
MIT Techreview 中文版研究經理
財訊雙週刊撰述委員
美國波士頓Arthur wood 投資顧問公司分析師
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