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瑞萨率先推出采用车规3nm制程的多域融合SoC
前言：
第五代R-Car SoC为集中式E/E架构
带来面向未来的多域融合解决方案，并支持Chiplet扩展
2024年11月13日--全球半导体解决方案供应商瑞萨电子（TSE：6723）今日宣布推出全新一代汽车多域融合系统级芯片（SoC）——R-Car X5系列，单个芯片可同时支持多个汽车功能域，包括高级驾驶辅助系统（ADAS）、车载信息娱乐系统（IVI）以及网关应用在内的多个车载应用。备受期待的R-Car X5H SoC作为R-Car X5系列中的首款产品，采用先进的3nm车规级工艺，拥有高集成度与出色性能，推动OEM和一级供应商向集中式电子控制单元（ECU）的转型，简化开发流程，打造面向未来的系统解决方案。得益于其独特的硬件隔离技术，瑞萨R-Car X5H SoC成为业界率先在单个芯片上实现同时支持多个车载功能域的高度集成及安全处理的解决方案之一。此外，这款全新的SoC还提供通过Chiplet（小芯片封装）技术扩展人工智能（AI）和图形处理性能的选项。
作为第五代（Gen 5）R-Car产品家族中性能最强的一员，R-Car X5H直面在软件定义汽车（SDV）开发中日益增长的复杂性难题，可克服包括优化计算性能、功耗、成本、硬件和软件集成在内的相关挑战，同时确保车辆安全。通过在单个芯片上紧密结合应用处理、实时处理、GPU和AI计算、大型显示功能和传感器连接功能，使得自动驾驶、IVI以及网关等应用提高到一个新的级别。
全新SoC系列实现高达400TOPS的AI算力和业界卓越的TOPS/W性能，同时支持高达4TFLOPS（注1）的GPU处理能力。其搭载总计32个用于应用处理的Arm® Cortex®-A720AE CPU内核，提供超过1,000K DMIPS的CPU算力。产品还配备6个Arm Cortex-R52双锁步CPU内核，实现超过60K DMIPS的性能，无需外部微控制器（MCU）即可支持ASIL D功能。该系列SoC采用台积电最先进的工艺节点之一制造，在达到更高CPU性能的同时，功耗却比5nm工艺节点设计的产品降低30-35%（注2）。这些高能效特性不仅消除对额外冷却解决方案的需求，显著降低整体系统成本，同时也延长了车辆行驶里程。
Chiplet扩展，提升了灵活性与更高的性能
尽管R-Car第五代SoC已配备强大的原生NPU和GPU处理引擎，但瑞萨仍为客户带来基于Chiplet技术扩展来提升性能的能力。例如当通过Chiplet扩展将400-TOPS片上NPU与外部NPU相结合时，可以将AI处理性能提升3-4倍，甚至更多。为实现无缝的Chiplet集成，R-Car X5H提供标准的UCle（通用小芯片互联通道）芯片间互联接口及API，促进多芯片系统中与其它组件的互操作性，即使这些组件并非瑞萨芯片。这种灵活的设计方法允许OEM和一级供应商能够混合并搭配不同的功能，并跨车辆平台定制其系统，包括未来升级。
支持功能安全等级要求不同的多个域的安全隔离
虽然汽车制造商和一级供应商对性能和功能的要求日益提升，安全性仍然是他们的首要任务。对此，其它SoC仅依赖软件隔离，而R-Car X5H SoC还采用了基于硬件的“免干扰（FFI）”技术。这种硬件设计实现了关键安全功能（如线控制动）与非关键功能的隔离。被视为与安全相关的关键功能可以被分配到各自独立且冗余的域中。每个域都有自己的独立CPU核心、内存和接口，从而防止在不同域的硬件或软件出现故障时，车辆发生潜在的灾难性故障。此外，R-Car X5H还配备服务质量（QoS）管理功能，能够实时确定工作负载的优先级并分配处理资源。
Vivek Bhan, Senior Vice President and General Manager of High Performance Computing at Renesas表示：“瑞萨在R-Car第五代平台上的最新创新，有效的应对汽车行业当前面临的复杂挑战。我们的客户正在寻求端到端的车规级系统解决方案，涵盖从硬件优化、安全合规，到灵活可扩展的架构选择，以及无缝的工具和软件集成。瑞萨的R-Car第五代产品家族满足了这些需求。我们致力于支持汽车行业加速SDV的开发和‘左移’创新，以迎接下一个汽车技术时代的到来。”
Dr. Kevin Zhang, TSMC’s Senior Vice President of Business Development and Global Sales, and Deputy Co-COO表示：“我们很高兴能与值得信赖的汽车技术领导者瑞萨电子合作，使用我们最先进的3nm制程技术将他们最新创新推向市场。我们的N3A制程是专为先进的车用SoC所开发，提供领先业界的3nm效能，并能符合AEC Q-100 Grade 1的可靠性标准。我们非常高兴能与瑞萨电子合作开发R-Car Gen5平台，并协助重塑硅制程定义汽车（silicon-defined vehicle）的未来。”
Asif Anwar, Executive Director of Automotive Market Analysis, TechInsights表示：“通往软件定义汽车（SDV）的道路将由驾驶舱的数字化、车辆连接性和先进驾驶辅助系统（ADAS）的能力作为支撑。车辆的电子/电气（E/E）架构将成为核心推动力，因为各种功能被集成到区域控制器和中央控制器中，这些控制器将提供必要的计算能力。TechInsights预测，区域控制器和高性能计算SoC处理器市场将在2028年至2031年间以17%的复合年增长率增长。”
Anwar继续说道：“瑞萨电子是汽车处理器的前三大供应商之一，利用其数十年的经验，推出了第五代R-Car X5H SoC，该SoC可根据SDV的要求进行扩展。基于3nm工艺，R-Car X5H SoC能够实现一套多域融合的解决方案，该解决方案可以跨车辆平台使用，并实现功耗的优化。结合RoX SDV平台，瑞萨电子能够提供以软件先行、跨域的解决方案，这将缩短汽车行业的上市时间。”
具备可扩展性的第五代R-Car平台
瑞萨第五代R-Car平台支持行业内最广泛的处理需求——从区域ECU到高阶中央计算，覆盖从入门级车辆到豪华车型。得益于基于Arm CPU核心的新型统一硬件架构，R-Car第五代产品的开发人员可以复用瑞萨全新64位SoC以及未来产品（包括跨界32位MCU和车规级32位MCU）中相同的软件、工具与应用。作为R-Car下一代产品家族的一员，瑞萨将通过同样采用Arm技术的全新R-Car MCU系列扩展其车辆控制产品组合。瑞萨计划于2025年第一季度推出面向车身和底盘应用且具有增强安全性的新款32位MCU系列样品。
R-Car Open Access（RoX）平台已经推出可供SDV开发使用
瑞萨最新推出的R-Car X5H以及所有未来第五代产品旨在通过将硬件与软件整合至一个综合性开发平台来加速SDV的开发进程。全新发布的R-Car Open Access（RoX）SDV平台集成了汽车开发人员快速开发下一代车辆所需的所有关键硬件、操作系统（OS）、软件及工具，并可获得安全、持续的软件更新。RoX为OEM和一级供应商提供了灵活的虚拟开发环境，可用于开发ADAS、IVI、网关，跨域融合系统，以及车身控制、域控和区域控制器等各种可扩展的系统。
2024德国慕尼黑电子展现场演示
瑞萨将于11月12日至15日在德国慕尼黑举办的2024慕尼黑电子展（electronica 2024）B4展厅179号展位现场展示R-Car第五代开发环境。展会期间，参会者将有机会观看工程师如何利用瑞萨R-Car Open Access（RoX）开发平台设计车载软件。
供货信息
R-Car X5H将于2025年上半年向部分汽车客户提供样品，并计划于2027年下半年投产。更多信息，请访问此链接。
有关新型R-Car X5H的博客文章，请访问此链接。
关于瑞萨电子
瑞萨电子（TSE: 6723），科技让生活更轻松，致力于打造更安全、更智能、可持续发展的未来。作为全球微控制器供应商，瑞萨电子融合了在嵌入式处理、模拟、电源及连接方面的专业知识，提供完整的半导体解决方案。成功产品组合加速汽车、工业、基础设施及物联网应用上市，赋能数十亿联网智能设备改善人们的工作和生活方式。更多信息，敬请访问renesas.com。关注瑞萨电子微信公众号，发现更多精彩内容。
（备注）Arm和Arm Cortex是Arm Limited在欧盟和其它国家/地区的注册商标。本新闻稿中提及的所有产品或服务名称均为其各自所有者的商标或注册商标。
（注1）基于Manhattan 3.1行业基准测试数据的等效TFLOPS值。
（注2）数据基于瑞萨电子的设计实现。
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