特斯拉 FSD(全自動駕駛)晶片是特斯拉自研的車規級自動駕駛計算晶片,搭載於其 FSD 車載計算平台。自 2019 年 HW3.0 首次搭載自研晶片以來,FSD 晶片經歷了從 HW3.0 到 AI5 的數代演進,運算能力從最初的双晶片 144 TOPS 躍升至 2000-2500 TOPS,成為驅動特斯拉全自動駕駛能力升級的核心硬體基礎。
特斯拉的自研 FSD 晶片計劃始於 2016 年,其目的是擺脫對外供應商嘅依賴,透過垂直整合實現軟件同硬件的深度融合協同。各代主要產品如下:
| 硬件平台 | 製程工藝 | 單/雙晶片運算能力 | 關鍵特徵 |
|---|---|---|---|
| HW3.0(初代 FSD 晶片) | 三星 14nm | 單晶片 72 TOPS,雙晶片 144 TOPS | 2019 年量產,集成 12 核 Cortex-A72 CPU、雙 NPU,電晶體約 60 億 |
| HW4.0(二代 FSD 晶片,AI4) | 三星 7nm | 約 300-500 TOPS | CPU 從 12 核擴展至 20 核,NPU 增至 3 個 |
| HW5.0(AI5) | 台積電 3nm N3P + 三星備用 | 2000-2500 TOPS | 2025 年量產,移除 GPU 同 ISP,原生支援端到端大模型 |
HW3.0 晶片採納三星 14nm 工藝生產,晶片面積約 260 平方毫米,集成約 60 億顆電晶體。其異構計算架構包括:
CPU:12 個 ARM Cortex-A72 核心(3 集群×4 核),頻率 2.2GHz
GPU:Mali G71 MP12,可提供 600 GFLOPS 的浮點運算能力
NPU:2 個自研神經網絡處理器,每個包含 96×96 MAC 陣列同 32MB SRAM,INT8 運算能力合計約 73.7 TOPS
ISP:集成圖像信號處理器,可處理 8 路 HDR 傳感器數據,吞吐量達每秒 10 億像素
HW3.0 採納雙晶片冗餘設計,兩顆 FSD 晶片共同運行並相互校驗,符合車規功能安全要求。
AI5(原稱 HW5.0)係特斯拉 FSD 晶片的一次架構飛躍。馬斯克曾表示,AI5 每美元成本性能係英偉達 AI 晶片的 10 倍,每瓦特性能係佢 3 倍。
佢的核心設計思路係做「減法」:
移除 GPU 同 ISP:AI5 將傳統 GPU 完全移除,圖形渲染任務交給座艙晶片處理;ISP 亦被裁撤,NPU 直接接收原始的 12-bit 光子數據,減少圖像預處理對原始信息的損失
原生支援端到端大模型:AI5 針對 FSD V12 純神經網絡架構做了定製化指令集優化——例如 SoftMax 操作喺 AI4 上需 用 40 個步驟模擬,AI5 喺硬件層面原生支援,一步完成
半掩模版設計:透過精簡,AI5 晶片面積控制喺半掩模版上限,單次曝光即可完成光刻,大幅提升良率、降低製造成本
傳感器方面,AI5 硬件套件的攝像頭從 9 顆增至 12 顆,解析度從 500 萬像素升級至 800 萬像素,並新增了 4 顆 4D 毫米波雷達的配置。
2025 年 6 月,AI5 晶片正式進入量產階段,由台積電(3nm N3P)同三星共同代工。量產搭載 AI5 嘅車型預計於 2026 年下半年開始交付。特斯拉計劃將多餘的 AI5 晶片用於其 FSD 數據中心,同英偉達硬件共同支撐雲端訓練任務。