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Ein genauerer Blick auf den Xavier-SoC von NVIDIA

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nvidiaAuf der Consumer Electronics Show kündigte NVIDIA die Verfügbarkeit des Drive Xavier an – einem mit Xavier-SoC bestückten Compute-Modul für zukünftige Fahrzeuge gemäß Level 3 und Level 4. Zunächst erfolgt aber nur das Sampling, die finale Produktion wird erst gegen Ende des Jahres starten. Bisher bekannt ist, dass die Xavier-SoC acht CPU-Kerne (Carmel ARM64 CPU) mit einer dedizierten Volta-GPU mit 512 Shadereinheiten kombiniert. Hinzu kommen einige SFUs (Special Function Units). Nun sind weitere Details von NVIDIA veröffentlicht worden.

Gefertigt wird der Xavier-SoC genau wie die GV100-GPU der Tesla V100 sowie Titan V bei TSMC im 12FNN-Verfahren. Auf 350 mm² verpackt sind 9 Milliarden Transistoren. Laut NVIDIA sind zwei Milliarden US-Dollar an Forschung und Entwicklung in den Xavier-SoC geflossen. 8.000 Mannjahre an Entwicklungsarbeit sind darin eingeschlossen – für NVIDIA eine enorme finanzielle Anstrengung, die sich am Automotive-Markt hoffentlich auszahlen wird.

Der maßgebliche Anteil der 30 TFLOPS an Rechenleistung wird durch die integrierte GPU geliefert. Die Volta-GPU bietet 512 Shadereinheiten und 20 Tensor-Cores. Neben der INT8-Berechnungen sind die 512 Shadereinheiten noch in der Lage 1,3 TFLOPS an Rechenleistung bei einfacher Genauigkeit aufzubringen. Die Thermal Design Power liegt in der Spitze bei 30 W, typischerweise verbraucht der SoC etwa 20.

Die integrierten Signalprozessoren sind in der Lage, 1,2 Gigapixel pro Sekunde zu encodieren und 1,8 Gigapixel pro Sekunde zu dekodieren. Die ISPs erreichen 1,5 Gigapixel pro Sekunde und wenden ein Tile-based Rendering an. Um die Daten von den entsprechenden Sensoren geliefert zu bekommen sowie mit der Außenwelt Kontakt aufzunehmen, bieten die dazugehörigen Schnittstellen eine Gesamtbandbreite von 109 GBit/s. Damit lassen sich unter anderem mehrere Gigabit- und 10-Gigabit-Ethernet-Verbindungen realisieren.

Der LPDDR4-Speicher wird über ein 256 Bit breites Speicherinterface angebunden. Dieses erreicht eine Bandbreite von 137 GB/s.

Viel Zeit zwischen Vorstellung und Praxiseinsatz

Wie gesagt, NVIDIA beginnt in diesem Quartal mit dem Sampling, die Massenproduktion soll gegen Ende des Jahres starten. Es wird aber noch lange dauern, bis die ersten Fahrzeuge mit dem Xavier-SoC über die Straße rollen werden. Mercedes-Benz hat gerade erst das Mercedes-Benz User Experience (MBUX) vorgestellt. Dieses nutzt einen Reilly PX und Parker 128 zur Berechnung. Diese basieren auf dem Jetson TX2 und dieser wiederum wurde im Frühjahr 2014 vorgestellt – fährt also vier Jahre später in den ersten Fahrzeugen.

Dabei hat Mercedes-Benz die Entwicklungsgeschwindigkeit deutlich nach oben schrauben können. Bis wir den Xavier-SoC in ersten Fahrzeugen sehen werden, wird es also mindestens bis 2022 dauern – sofern die Entwicklungszyklen nicht noch kürzer werden.