Мощные компьютер и датчики, необходимые для автономности, шокируют потребляемым количеством энергии.
Микропроцессоры, камеры, лидары и радары, необходимые для того, чтобы позволить автомобилям управлять собой, потребляют столько электроэнергии, что они могут сократить дальность вождения электромобилей (EV) на одну четверть.
«Вычислительная мощность, необходимая для запуска алгоритмов для принятия всех решений по управлению автомобилем, может занять 25% электрического заряда электромобиля, - утверждает генеральный директор Ford Motor Co. Джим Фарли».
Возможно, не стоит удивляться, что, когда мы просим автомобили вести себя больше как люди, у них появляются вполне человеческие требования. Человеческий мозг потребляет примерно 20% всей энергии, потребляемой организмом, поэтому вполне логично, что электронный мозг, достаточно мощный для выполнения той же работы, будет сжигать такое же количество энергии.
Человеческие датчики, такие как глаза и уши, пассивны, поэтому они относительно мало увеличивают потребляемую мощность, но автономные транспортные средства используют активные энергетические датчики в виде радара и лидара, что способствует общему потреблению, превышающему потребление пилота-человека.
В знак признания этой проблемы с диапазоном EV промышленность разрабатывает руководящие принципы, которые помогут оценить потребление энергии процессором автономного транспортного средства. «Повышение энергоэффективности вычислительных систем важно, и мы недавно создали Рабочую группу по микро-бенчмаркам для изучения этой и других тем, - говорит Тим Вонг, председатель Консорциума по автономным вычислениям транспортных средств. – Контрольные показатели дают ценную отраслевую информацию о рабочих нагрузках, которые, вероятно, будут выполнены. Эта информация поможет разработчикам автомобильных вычислений повысить производительность и энергоэффективность своих продуктов».
Трудность с экономией энергии очевидна при рассмотрении размера задачи обработки. «Автономные транспортные средства должны принимать важные решения в режиме реального времени, и всё это требует обработки огромного объёма данных от объединения нескольких датчиков, включая радар, лидар и камеры высокого разрешения, - объясняет Роберт Билби, главный директор по архитектуре автомобильных систем и сегментации рынков бизнес-подразделения транснациональной корпорации Micron Technology. – Как свидетельство огромного количества данных, обрабатываемых автономными транспортными средствами, ожидается, что они будут генерировать в среднем 20 терабайт данных в день. Объедините это с искусственным интеллектом (таким как распознавание жестов, обработка естественного языка, компьютерное зрение и машинное обучение), необходимым для сбора и анализа этих данных за доли секунды – в дополнение к информационно-развлекательной системе в автомобиле, дисплеям высокой чёткости и другим цифровым функциям кабины, - и мы увидим экспоненциальный рост потребностей в памяти и вычислениях».
Просто посмотрите на сложность их программного обеспечения для выполнения этих задач. «Современный роскошный автомобиль теперь содержит более 100 миллионов строк кода, больше, чем Facebook, Windows Vista, Google Chrome, Boeing 787, космический челнок и космический телескоп Хаббла, - сообщает Роберт Билби. - В ближайшем будущем это может вырасти до 200-300 миллионов строк кода. Для достижения автономных возможностей уровня с 4 по 5 требуется производительность вычислений на уровне 600 тера-операций в секунду (тера, tera, T – 1012), что сопоставимо с тем, что вы можете найти в центрах обработки данных и серверах».
По словам эксперта, автомобили могут извлечь улучшения из своей электрической архитектуры. «Ещё один способ, которым автомобильные игроки стремятся повысить энергоэффективность и расширить дальность вождения, - это фундаментальное переосмысление и перепроектирование базовой архитектуры электрической системы», - сказал он.
«Поскольку количество электронных блоков управления и датчиков продолжает резко увеличиваться с каждым поколением транспортных средств, связанная с ними проводка значительно выросла до такой степени, что она может составлять почти 5 процентов веса транспортных средств, - продолжает специалист. – И это неудивительно — сегодняшний высококлассный автомобиль может содержать более 100 ЭБУ (электронных блоков управления) и 500 светодиодов с постоянно растущим числом датчиков. Для соединения такого большого количества ЭБУ и датчиков может потребоваться до 5000 метров проводки».
Учитывая растущий спрос на вычислительную мощность, будет интересно посмотреть, насколько успешны окажутся автопроизводители в снижении энергопотребления для компьютерных систем и датчиков автономного вождения, но, зная, что отраслевые группы уже нацелены на эту проблему, можно предположить потенциал прогресса к тому времени, когда автономные автомобили действительно смогут доставлять нас к месту назначения.
