科技一周~iOS in the car

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科技一周~iOS in the car

2013/11/09

初冬之清晨,昨夜萧索一洗,繁华犹未起。然而,相对于午后的喧嚣,我却更喜欢这个时段的硅谷:纯音且无杂,冷清于极处,似此“境界”,非孑然一身之人不可察,非绝顶孤高之人不能至。

本周的新闻里,要说“孑然一身”,自然是指加拿大黑莓公司了;要说“绝顶孤高”,则非苹果的“iOS in the car”莫属。在谈“iOS in the Car”之前,先看看过去的一周,都发生了点儿什么事情:

  • Netflix开始测试4K解析度的超高清视频,其中牵扯颇多编码器设计、视频预处理技术、以及视频领域的帮派纷争,有待将来另辟专栏详细介绍。但无论如何,这总算实现了Netflix CEO,Reed Hastings,半年前的预言:“Streaming 4K video will happen long before linear TV supports 4K video。”
  • Blackberry的私有化闹剧还在上演,华人CEO救火上岗,虽“受任于败军之际”,却比诸葛孔明强太多,拿到一个总值$8500万的薪资+奖金。公司之窘迫 vs. CEO之天价薪水,这从来就是没落公司难以化解的矛盾。归零,指日可期。
  • Apple的透明度报告里说,自己虽然收集用户的信息,但自己的商业模式并不需要这些信息。对此,我只能“呵呵”了,前一个“呵”送给Apple,后一个“呵”留给美国政府。
  • 高通发布财报,并不甚好。面对台湾公司的低价扫盘,其持续了十年的芯片SOC强整合战略,是不是到了新的拐点?至少,现在的业界出现了不同的声音:数字逻辑与模拟电路的分离。至于SOC的强整合,是不是芯片设计的未来之路,话题太长太深,需要专门解答。

下面来到本期的重点:iOS in the Car。

据ABI Research最新的预测:到2018年,将会有接近50%的车载“信息娱乐系统”(Infotainment System)整合有Apple的iOS[1]。

整合!?如果仅仅是以“整合iOS”为目的的话,就未免太小看Apple的野心了。“整合”只是第一步,Apple想做的是,在未来,“接管”整个汽车工业的操作系统。这是一个技术门槛非常高(需要超强的软硬件匹配技术),市场总规模近万亿美元的产业(去年全球共生产6300万台汽车)[2],Apple焉能坐而视之?

汽车发展到今天,已渐渐超越了“代步而行”的简单观念,其整个工业的状况更远非一句“千古未有之变局”即能概述。如果说,航母是移动的军事基地,那么汽车,将会在不远的未来,成为每个家庭/个人的“智能移动数据中心”。现在,人们越来越习惯于“智能化”的交互功能、“人性化”的用户体验、以及“联网化”信息获取,这一切都将促使延续了数十年之久的嵌入式车载实时系统(RTOS)不可逆转地向全功能的“智能汽车OS”转变。

毫不夸张地说,现在的汽车都已经是“跑在代码”之上了。波音公司在2010年推出的“梦幻客机”(Dreamliner)大约包含了6300万行代码,而三年后的今天,一台豪华汽车里很可能就有1亿行代码[3]。(如此看来,码农无敌呀:)

RTOS的代码量已如此之巨,那么未来智能汽车OS的复杂度也绝对是O(N^P)级的。因为,智能汽车OS的本质,是一个基于多处理器的控制系统(microprocessor-based electronic control units)。例如,在当前的一些高档车型上,已经配置多达70~100个处理器了!要有效调度如此众多的处理器,实非易事。那么,智能汽车的操作系统又需要考虑那些关键方面呢?

其实,智能汽车OS的关键词与智能手机OS类似,依然是三个:安全、节能、和用户体验。但在每一个关键词上的要求与复杂度,都要比手机OS高出多个量级。这主要是因为汽车所独特的使用环境所致(户外、高/低温、高速)。例如,对于安全性的要求,除了传统的用户加密认证机制外,还应该考虑到实时响应(real-time)和容错性(fault-tolerant)的需求,否则,一旦响应迟缓、计算错误的话,就有车毁人亡的危险。

实时响应,可以用基于优先级的抢占式分时并行来实现;容错性,可以用多处理器同步匹配来实现,但这都是以增大功耗为代价的。如果,既要考虑实时、容错,又要兼顾节能(energy-efficient),那么对于操作系统的设计难度是极其高的,必要的时候,甚至会从底层处理器(CPU)上就加入相关的硬件优化设计,以弥补操作系统在软件层面的不足。

操作系统只能做到“线程”(thread)级的实时并行,等到检测出计算有误,再反馈给控制器,所需的时间太长了。比较而言,CPU可以在硬件层面上做到指令级(instruction),甚至时钟级(cycle-based)上的并行。并且,由于CPU上的并行容错大多是以晶体管冗余来实现,能够极大地减少CPU访问内存的次数,从而节省更多能量。这种并行容错、与节能兼顾的特点,是操纵系统在软件层面上无法实现的。

放眼科技界之天下,能够全揽CPU设计和OS设计于一身的,就只有Apple一家了。怪不得,有些科技媒体希望Apple能收购Tesla。从智能汽车OS的战略上来看,这并非只是个幻想。

其实,我自己又何尝不希望能有一台iTesla,果断泡妞又拉风。

(今晨,广州恒大足球队夺得了亚洲冠军联赛的冠军,媒体又把中国足球队往年的各种级别冠军罗列了一通,甚至连沙滩足球都算上了,但唯独没把中国科技界的机器人足球队算上。其实,2001年的时候,清华大学机器人足球队就夺得了RoboCup的世界冠军。没错,是世界冠军!)

[1]. https://www.abiresearch.com/press/half-of-all-in-vehicle-infotainment-systems-equipp

[2]. http://www.statisticbrain.com/cars-produced-in-the-world/

[3]. http://spectrum.ieee.org/green-tech/advanced-cars/this-car-runs-on-code

(6个打分, 平均:3.33 / 5)

雁过留声

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