瑞薩率先推出采用車規3nm制程的多域融合SoC
2024-11-15 08:44:49 EETOP全球半導體解決方案供應商瑞薩電子（TSE：6723）今日宣布推出全新一代汽車多域融合系統級芯片（SoC）——R-Car X5系列，單個芯片可同時支持多個汽車功能域，包括高級駕駛輔助系統（ADAS）、車載信息娛樂系統（IVI）以及網關應用在內的多個車載應用。備受期待的R-Car X5H SoC作為R-Car X5系列中的首款產品，采用先進的3nm車規級工藝，擁有高集成度與出色性能，推動OEM和一級供應商向集中式電子控制單元（ECU）的轉型，簡化開發流程，打造面向未來的系統解決方案。得益于其獨特的硬件隔離技術，瑞薩R-Car X5H SoC成為業界率先在單個芯片上實現同時支持多個車載功能域的高度集成及安全處理的解決方案之一。此外，這款全新的SoC還提供通過Chiplet（小芯片封裝）技術擴展人工智能（AI）和圖形處理性能的選項。
作為第五代（Gen 5）R-Car產品家族中性能最強的一員，R-Car X5H直面在軟件定義汽車（SDV）開發中日益增長的復雜性難題，可克服包括優化計算性能、功耗、成本、硬件和軟件集成在內的相關挑戰，同時確保車輛安全。通過在單個芯片上緊密結合應用處理、實時處理、GPU和AI計算、大型顯示功能和傳感器連接功能，使得自動駕駛、IVI以及網關等應用提高到一個新的級別。
全新SoC系列實現高達400TOPS的AI算力和業界卓越的TOPS/W性能，同時支持高達4TFLOPS（注1）的GPU處理能力。其搭載總計32個用于應用處理的Arm? Cortex?-A720AE CPU內核，提供超過1,000K DMIPS的CPU算力。產品還配備6個Arm Cortex-R52雙鎖步CPU內核，實現超過60K DMIPS的性能，無需外部微控制器（MCU）即可支持ASIL D功能。該系列SoC采用臺積電最先進的工藝節點之一制造，在達到更高CPU性能的同時，功耗卻比5nm工藝節點設計的產品降低30-35%（注2）。這些高能效特性不僅消除對額外冷卻解決方案的需求，顯著降低整體系統成本，同時也延長了車輛行駛里程。
Chiplet擴展，提升了靈活性與更高的性能
盡管R-Car第五代SoC已配備強大的原生NPU和GPU處理引擎，但瑞薩仍為客戶帶來基于Chiplet技術擴展來提升性能的能力。例如當通過Chiplet擴展將400-TOPS片上NPU與外部NPU相結合時，可以將AI處理性能提升3-4倍，甚至更多。為實現無縫的Chiplet集成，R-Car X5H提供標準的UCle（通用小芯片互聯通道）芯片間互聯接口及API，促進多芯片系統中與其它組件的互操作性，即使這些組件并非瑞薩芯片。這種靈活的設計方法允許OEM和一級供應商能夠混合并搭配不同的功能，并跨車輛平臺定制其系統，包括未來升級。
支持功能安全等級要求不同的多個域的安全隔離
雖然汽車制造商和一級供應商對性能和功能的要求日益提升，安全性仍然是他們的首要任務。對此，其它SoC僅依賴軟件隔離，而R-Car X5H SoC還采用了基于硬件的“免干擾（FFI）”技術。這種硬件設計實現了關鍵安全功能（如線控制動）與非關鍵功能的隔離。被視為與安全相關的關鍵功能可以被分配到各自獨立且冗余的域中。每個域都有自己的獨立CPU核心、內存和接口，從而防止在不同域的硬件或軟件出現故障時，車輛發生潛在的災難性故障。此外，R-Car X5H還配備服務質量（QoS）管理功能，能夠實時確定工作負載的優先級并分配處理資源。
Vivek Bhan, Senior Vice President and General Manager of High Performance Computing at Renesas表示：“瑞薩在R-Car第五代平臺上的最新創新，有效的應對汽車行業當前面臨的復雜挑戰。我們的客戶正在尋求端到端的車規級系統解決方案，涵蓋從硬件優化、安全合規，到靈活可擴展的架構選擇，以及無縫的工具和軟件集成。瑞薩的R-Car第五代產品家族滿足了這些需求。我們致力于支持汽車行業加速SDV的開發和‘左移’創新，以迎接下一個汽車技術時代的到來。”
Dr. Kevin Zhang, TSMC’s Senior Vice President of Business Development and Global Sales, and Deputy Co-COO表示：“我們很高興能與值得信賴的汽車技術領導者瑞薩電子合作，使用我們最先進的3nm制程技術將他們最新創新推向市場。我們的N3A制程是專為先進的車用SoC所開發，提供領先業界的3nm效能，并能符合AEC Q-100 Grade 1的可靠性標準。我們非常高興能與瑞薩電子合作開發R-Car Gen5平臺，并協助重塑硅制程定義汽車（silicon-defined vehicle）的未來。”
Asif Anwar, Executive Director of Automotive Market Analysis, TechInsights表示：“通往軟件定義汽車（SDV）的道路將由駕駛艙的數字化、車輛連接性和先進駕駛輔助系統（ADAS）的能力作為支撐。車輛的電子/電氣（E/E）架構將成為核心推動力，因為各種功能被集成到區域控制器和中央控制器中，這些控制器將提供必要的計算能力。TechInsights預測，區域控制器和高性能計算SoC處理器市場將在2028年至2031年間以17%的復合年增長率增長。”
Anwar繼續說道：“瑞薩電子是汽車處理器的前三大供應商之一，利用其數十年的經驗，推出了第五代R-Car X5H SoC，該SoC可根據SDV的要求進行擴展。基于3nm工藝，R-Car X5H SoC能夠實現一套多域融合的解決方案，該解決方案可以跨車輛平臺使用，并實現功耗的優化。結合RoX SDV平臺，瑞薩電子能夠提供以軟件先行、跨域的解決方案，這將縮短汽車行業的上市時間。”
