特斯拉最新ModelS车机分析
美国时间1⽉27⽇，特斯拉发布新⼀代Model S，其最⼤改动就是⽅向盘和车机。其背后芯⽚层⾯的改动更⼤，马斯克更夸下海⼝，这款车机可以打2020年的超⼤型游戏Cyperbank 2077。这款车机不仅打败任何车机，并且恐怕10年内都是宇宙最强车机。让我们来⼀探究竟。
新车机改为17英⼨竖屏，分辨率2200*1300。
后排中间还有⼀个8英⼨⼩屏，分辨率估计是960*540。
上图是特斯拉车机的GPU部分，特斯拉⼜⼀次⽆视车规，使⽤了消费级产品。不过在供电电路上，特斯拉还是考虑到了汽车的复杂情况。特斯拉使⽤了AMD的Navi 23 GPU，其供电电路异常复杂。
LM74810是德州仪器的车载保护芯⽚，是德州仪器刚刚在2020年初推出的芯⽚，主要⽤在电动车车机供电保护中，特斯拉是尽量⽤先进的芯⽚。⽽⽬前业内是使⽤滤波和电源调节的⽅案，特斯拉的可以提供额外的过流保护，集成度也更⾼。
LM74810-Q1 利⽤过压可调节特性，可在不需要的负载突降事件中提供保护。如图所
⽰，LM74810-Q1 的 OV 引脚可使⽤⽐较器发送出现过压事件的信号。这会断开⽤于驱动 Q2 ⾦属氧化
物半导体场效应晶体管(MOSFET)的 HGATE 电压。额定电压较低的下游元件没有输⼊端发⽣瞬变时所需的电压范围，⽽将连接⾄ OV 引脚的电阻分压器调整⾄您所需的阈值，则可以使⽤此类下游元件。LM74810-Q1 器件的额定输⼊电压最⼤为 65V，可在发⽣ 35V 峰值电压的瞬态事件时继续⼯作。LM74810-Q1，连同适当的 MOSFET 和输⼊端瞬态电压抑制器(TVS)，可在发⽣ ISO 7637-2 测试脉冲 1 等⾼负电压瞬变时为系统提供保护。如果输⼊电压为负，则LM74810-Q1 关断并将 DGATE 拉低。然后，图中 Q1 的⼆极管为系统提供反向电压保护，并防⽌产⽣负电流。⼀旦输⼊电压恢复标称值，LM74810-Q1 则重新导通，并使 MOSFET 正常⼯作。LM74810-Q1 具有浪涌电流限制功能，可在启动期间控制电流⼤⼩。输出端电容会限制电流，从⽽确保元件内不会流经超出安全⼯作范围内的电流。还可以提供过流保护和低压瞬态保护。千颗起售价1美元。
LT8638s是ADI公司的40V降压开关，是2019年3季度的产品，也算⽐较新，特点是噪⾳特别低，EMI⼲扰很低，ADI称之为Silent Switcher Monolithic Buck。再向上是德州仪器的
LP87522，这是⼀个4相的电源管理IC，千颗起售价2美元。负载开关还是德州仪器的，型号是TPS22965，只有0.3美元。LDO即线性稳压器是安森美的，型号NCV8710，这本来是做车内氛围灯上的。ADS1015是德州仪器的4路ADC，负责监视电压和电流变化，特斯拉在供电⽅⾯还是照标准车规来做。
存储器⽅⾯是三星的K4ZAF325XM，这是昂贵的GDDR6内存，估计有有4个模块，这意味着总共8GB的内存。根据该图，该内存为14 Gbps，并连接到128位内存总线。这将提供最⼤的224 GB / s的带宽，类似于Xbox SeriesS。
TMP451是德州仪器的温度传感器，监测Navi 23的温度。晶振是SiTime的SIT8924，提供宽温度范围的100MHz晶振。
视频输出有3路，两路DisplayPort，其中⼀路为High Bit Rate 2（HBR2），⽀持
4K（4096X2160）60Hz，⼀路为⼀代HBR，⾜以⽀持2K/60P。⼀路HDMI 1.4。
最后来看今天的主⾓Navi 23。先来说那个恐怖的算⼒，在FP32情况下，可以达到
10TFLOPS，这与⼀般的AI加速器的算⼒是有差异的，AI加速器只做MAC乘和累加运算，分训练和推理两⼤类，训练⽤在数据中⼼，推理⽤在终端产品，我们平时见到的绝⼤多数都是推理⽤的。
FP32的数据格式有两个⽤途，⼀个是做深度学习训练⽤，精度和动态范围很⾼。再有⼀个是做图形浮点运算，两者实际差不多，都是⼤规模并⾏运算。推理领域考虑到成本，没必要⽤那么⾼的，INT8是整数8位，推理领域默认的算⼒数值都是INT8位下取得的，FP32是浮点有⼩数的32位。整数运算的单位是OPS，浮点运算是Flops。FP32的算⼒可以⾄少折算4倍的INT8。通常处理器中针对FP32和INT8
是两个不同的运算单元，如英伟达的Xavier，AI算⼒是30TOPS INT8，GPU算⼒是1.3TFLOPS FP32。⾼通最顶级的Snapdragon的GPU是1.84TFLOPS。Navi 23是专⽤显卡芯⽚，⾜以⽐美英伟达的RTX2080，⾃然算⼒很⾼，达到了10TFLOPS，如
果做推理⾄少有40TOPS。这么强的算⼒⾃然也有缺点，那就是⾼功耗，索尼PS5的功耗210⽡左右，电源功耗350⽡，外媒Eurogamer以及旗下数⽑社对PS5、PS4 Pro、2070s、2080s等硬件的功耗进⾏了对⽐，测试显⽰，PS5待机功耗为1.5W，闲置下载游戏时PS5功耗为36W，在运⾏《古墓丽影：崛起》时PS5功耗为107W，峰值200W。特斯拉⽤做车机，⽆论怎么降低功耗，在打游戏时整机平均功耗不会低于100⽡，单GPU部分的功耗估计是80⽡或更⾼。跟台式机功率差不多。特斯拉电动车
RDNA2最强的地⽅在于Infinity Cache，它位于AMD Navi GPU内主要的计算核⼼集的旁边，本质上是⼀个⼩型⽽有效的内存存储。它位于较⼩的L1和L2⾼速缓存之间，嵌⼊GPU本⾝。AMD Infinity Cache 充当着海量带宽放⼤器的⾓⾊，实现的有效带宽最⾼可达 256 位 16 Gbps GDDR6 的 3.25 倍。使⽤ Infinity Cache+ 256bit GDDR6 显存的⽅案相⽐传统的 384bit GDDR6 显存带宽翻倍，⽽且功耗还更低。通常L2缓存的容量都很⼩，⼀般不超过1MB，⽽Infinity Cache 有128MB。
⼀般车机CPU的功率是多少呢？特斯拉Model 3上的是英特尔的A3950，TDP功耗⼤约9.5⽡，⽤在宝马顶配车机上的A3960是12.5⽡。。这⾥需要对芯⽚功耗做⼀些解释，通常芯⽚的功耗是TDP，这是
英特尔发明的词，TDP的英⽂全称是“Thermal Design Power”，也就是热设计功耗，简称热功耗。顾名思义，它⽤来标识CPU或者GPU被设计成需要被排出多少热量才能保证让其稳定⼯作在标称频率上。诚然功耗和需要耗散的热量是正相关的，但两者并不是相等关系。电流和电压随着运算量不同⽽起伏不定，功耗P也随之变化，但总的来说瞬时功耗是⼤于需要散热器排除的热量的。这是因为功耗除了提⾼温度需要散热器降温外还产⽣了热辐射等其他耗散。绝⼤部分汽车芯⽚功耗都⽤TDP标准，⼀般来说车机芯⽚TDP功耗不⾼于15⽡，⼀般都在10⽡以下。
但是在GPU领域，完全不⽤TDP这个标准，通常是TBP、GCP或TGP，TBP，也就是Typical Board Power，典型整板功耗，通常在显卡上使⽤，其标称了整块板卡（显卡的话就是GPU+显存+其他附件）的功耗，更具有参考价值。GCP（Grpahics Card Power）也叫显卡功率。TGP，Total Graphics Power，与TBP基本没差别。AMD没有公布NAVI 23的TBP或TDP，实际NAVI23的任何资料都没公布。根据VIDECOCARDZ的资料，AMD NAVI23的TGP设计⽬标是65-90⽡，单NAVI23的TDP功耗估计在70-80⽡左右。
只有特斯拉这样近乎疯狂的⼚家才会⽤⾼于⼤部分车机芯⽚8倍功耗的设计，即便新兴造车也没⼈敢这么疯狂，这种设计不仅可靠性很低，也⽐较耗电。特斯拉恐怕10年内都保持领先。
特斯拉⾄少得为这GPU准备三个风扇，或者⽤⽔冷，当然了，特斯拉或许艺⾼⼈胆⼤，上⼀代Model s
频繁⿊屏死机，是因为节约成本⽤了消费级的EMMC，OTA次数太多，刷爆了。不过特斯拉的粉丝丝毫不在意。
很多⼈会说，特斯拉的设计师肯定考虑到了这么⾼的功耗。
特斯拉⼀贯不⾛寻常路，特斯拉的设想可能是让你停车状态下打游戏，马斯克号称其车机可以达Cyberpunk 2077，莫说车机，99%的台式机都⽆法流畅打这款游戏。马斯克是要宇宙最强的称号，其他的都可以缓⼀缓。
下表是Cyberpunk 2077推荐电脑配置。
最低级别都需要英伟达GTX1060显卡，要流畅的2K屏显⽰，需要RTX2060或AMD的RX 5600。
⾄于CPU，⽆从知晓，与NAVI 23配合最好的⾃然还是AMD的Zen2。因此推测⽤的就是
Zen2，如果⽤了传统的车机芯⽚，恐怕很难和NAVI23配合好，研发周期会很长，NAVI23最早也得在2020年1⽉定版，这么短的时间⽤在量产车上，恐怕只有Zen2做CPU才能做到，并且有PS5和Xbox的经验，也能缩短时间。对AMD和台积电这都是利好，AMD垄断了三⼤游戏机的芯⽚，芯⽚代⼯⼜由台积电独家掌握。
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