黑芝麻芯片架构分析

黑芝麻智能的芯片架构设计以高性能、低功耗、车规级安全 为核心，覆盖自动驾驶、跨域计算等场景。其产品线分为华山系列 （专注自动驾驶）和武当系列（聚焦跨域融合），技术路径呈现以下特点：

异构计算架构：集成 8 核 ARM Cortex-A55 CPU、4 核视觉 DSP、自研 DynamAI NN 引擎（NPU）、ISP、GPU 及安全岛，支持多传感器融合。
- NPU 设计：支持 INT8/FP16 混合精度，算力 58 TOPS（A1000），能效比 > 5 TOPS/W，采用 3D 卷积 MAC 阵列和稀疏加速技术，优化神经网络推理效率。
- ISP 能力：支持 12 路摄像头输入，动态范围 140dB，集成同步曝光、去畸变等功能，满足行泊一体多摄像头需求。
- 接口与通信：提供 MIPI CSI-2、千兆以太网、PCIe Gen3、CAN-FD 等接口，支持 TSN 时间敏感网络，满足车规实时性要求。
- 安全机制：通过 ISO 26262 ASIL-B 认证，内置双核锁步 MCU 核，实现芯片级故障监控。
应用场景：A1000L 面向 L2 级 ADAS（如领克 08），A1000 支持 L2+/L3 级辅助驾驶，A1000 Pro 进一步提升算力至 106 TOPS，适配高阶智驾。

九韶 NPU 架构：支持 INT8/FP8/FP16 混合精度，集成 Transformer 硬加速模块，单芯片算力最高达 1000 TOPS，能效比提升 30% 以上，支持多芯片互联（BLink 技术）扩展至 4000 TOPS。
内存架构优化：采用三层缓存设计（NPU 专用缓存、共享缓存、对称双数据通路），提升带宽利用率，降低对外部存储依赖。
安全与扩展性：通过 ASIL-D 认证，支持 BEV+Transformer、端到端（E2E）等大模型，适配 Robotaxi 和全场景 NOA。
工艺与性能：7nm 工艺实现与 4nm 芯片相当的能效，ResNet-50 推理速度达 328 FPS，超越英伟达 Thor 的 300 FPS。

跨域融合设计：单芯片集成领航辅助驾驶（NOA）域控功能，支持传感器接入、算法加速、数据转发及 4K 显示，系统成本较传统方案降低 30%。
核心模块 ：
- CPU 与 GPU：8 核 Cortex-A78AE（性能较前代提升 4 倍）+ Mali-G78AE GPU，支持 DCLS 动态电压调节，满足 ASIL-D 安全等级。
- DynamAI NN 引擎：混合精度 MAC 阵列设计，卷积层利用率达 80%，支持稀疏化存储加速。
- 高速网络：内置 2×10GbE+2×2.5GbE 交换机，支持 CAN-ETH 协议转换，实现低时延数据交互。
- ISP 增强：支持 12 路 17MP 摄像头输入，150dB HDR 动态范围，集成低光降噪和 LED 闪烁抑制算法。
安全与生态：通过 ASIL-D 认证，集成 ECC 内存纠错、硬件加密引擎，支持 Classic AUTOSAR 与 Elektrobit 联合开发的基础软件包。

软硬协同优化：
- 山海工具链：支持 TensorFlow/PyTorch 模型量化、剪枝及自定义算子开发，提供 50 + 参考模型库，缩短算法部署周期。
- BST-DAL 加速库：针对 Transformer 模型优化，提升推理效率，在 A1000 芯片上实现 ResNet50 性能提升 10 倍。
车规级安全：
- 全流程遵循 AEC-Q100、ISO 26262 标准，C1236 通过 ASIL-D 认证，A2000 系列采用安全岛设计和冗余校验。
生态合作：
- 与 Elektrobit 合作推出 AUTOSAR 解决方案，与美光联合优化内存带宽，适配主流传感器和算法供应商。
市场定位：
- 华山系列：中高阶自动驾驶市场，与地平线征程 5、英伟达 Orin-X 竞争，A2000 对标特斯拉 FSD 芯片。
- 武当系列：跨域计算市场，抢占域控制器集成化趋势，C1236 瞄准 15 万元以下主流车型。

黑芝麻智能正从芯片供应商 向平台服务商转型，通过武当系列安全智能底座实现舱驾融合，并探索人形机器人等泛 AI 领域应用。随着 A2000 系列量产和山海工具链生态完善，其在高阶智驾市场的竞争力将进一步凸显，有望成为国产替代的核心力量。

黑芝麻芯片 架构分析