К электромобилям везде относятся по-разному, но нам хотелось бы выделить пример Норвегии. Ни в какой другой европейской стране по дорогам не ездит столько электромобилей. Каждый четвертый автомобиль в Норвегии работает от электричества. Большинство парка электромобилей составляют модели Tesla.
Model S разлетается в Скандинавии как горячие пирожки, поскольку из-за правительственных дотаций цена значительно ниже. Но это еще не все: с 2025 года в Норвегии будут продаваться только электромобили. А купить обычную машину с двигателем внутреннего сгорания вы уже не сможете. А к 2050 году дороги в Норвегии решено полностью освободить от автомобилей с ДВС. Так что будущее принадлежит электромобилям. Но машина будущего – это не только двигатель с нулевыми выбросами в окружающую среду.
Qualcomm провела в Мюнхене конференцию Automotive Technology Day, на которой мы смогли узнать подробности о планируемых инновациях в автоиндустрии. Qualcomm уже давно не только разрабатывает процессоры и «системы на чипе» для смартфонов и планшетов, но и активно развивает технологии «умных автомобилей».
Snapdragon SoC не только в телефонах
Интересным примером можно назвать SoC Snapdragon с функциями безопасности и защиты. Покупателям автомобилей интересны не только различные системы помощи водителю, но и системы цифровых развлечений. Если верить опросу Qualcomm, 70% покупателей готовы потратить больше за Connected Car (автомобиль с подключением к Интернету и WLAN), причем 40% намереваются искать решение с подобной технологией. Примерно 65% из 2.000 респондентов высказались за постоянное подключение к Интернету, чтобы на приборную панель выводилась, например, информация о пробках, система навигации или музыкальный плеер. Частично все это уже реализовано.
Растет потребность и в более быстрой аппаратной начинке. Qualcomm в начале года уже объявила Snapdragon 820A, специализированную версию процессора для смартфонов, адаптированную для автомобилей. Она отличается большей надежностью, но в основе лежат хорошо знакомые ядра Kryo с высокой производительностью в количестве четырех штук. Они производятся по 14-нм техпроцессу FinFET, имеется 64-битная поддержка. За графику отвечает GPU Adreno 530 с ЦСП Hexagon 680, есть и встроенный LTE-модем X12. Поскольку машины, в отличие от смартфонов, отличаются намного большим жизненным циклом не меньше десяти лет, Qualcomm сделала дизайн Snapdragon 820A модульным. Вычислительный блок размером с пачку сигарет можно разместить в бардачке или спрятать за центральной консолью, чтобы заменять его через несколько лет, когда выйдет новая аппаратная версия. К блоку подходят различные интерфейсы, чтобы обеспечивать управление дисплеем, камерами, звуковой системой и приборной панелью.
Qualcomm показала рабочую демонстрацию в экспериментальном гараже в Мюнхене. В качестве центрального элемента управления использовался большой сенсорный дисплей, интегрированный в центральную консоль. Через него не только можно изменять различные параметры работы автомобиля касанием пальцев, но и вывести, например, крупную навигационную карту. Дисплей, как указывает Qualcomm, имеет разрешение 4K, то есть 3840 x 2160 пикселей.
Больше сенсоров
Водителю помогают несколько камер и сенсоров. Камеры отслеживают состояние глаз водителя и предупреждают о состоянии усталости, рекомендуя сделать остановку. Другие камеры обеспечивают панорамный обзор, например, чтобы водитель мог лучше запарковаться в тесном пространстве, а также предупреждают об уходе с полосы движения. Еще одна камера отслеживает дорожные знаки и предупреждает водителя, если он превысил скорость. Конечно, обеспечивается управление музыкальной системой и кондиционером, можно выйти в Интернет – доступны несколько приложений. Поддерживается и голосовое управление. В демонстрации Qualcomm на экран был выведен и спидометр, но там присутствовала только основная информация.
Автономное вождение
Для автономного вождения важна высокая вычислительная производительность, а также быстрое подключение к Интернету с минимальными задержками. Здесь Qualcomm как раз предлагает свои мощные SoC, которые смогут поддержать в будущем подключение к сетям 5G. По сравнению с нынешним стандартом 4G, задержка должна уменьшиться с уровня 20-30 мс до нескольких миллисекунд. Подобная низкая задержка необходима, чтобы оперативно реагировать на аварийные ситуации или быстро меняющуюся ситуацию с пробками. Qualcomm планирует обеспечить прозрачный переход с нынешнего стандарта 4G или LTE на 5G. Уже в 2020 году на рынке должны появиться первые смартфоны с поддержкой 5G.
Альтернативой сотовой связи станет стандарт WiFi 802.11p. Если в Европе и России больше акцентируется LTE, в США внимание приковано к новому стандарту WLAN. Кроме малой задержки, данный стандарт обеспечит более высокую скорость передачи информации, что лучше соответствуют новым сценариям использования и требованиям к трафику.
Автомобиль будущего будет взаимодействовать и с другими пользователями на дороге, например, для получения информации об опасных ситуациях, изменившихся дорожных условиях, пробках и авариях. Если автомобилю пришлось объехать яму или препятствие, он может передать соответствующую информацию другим машинам сзади или отослать ее в облако, а также поделиться информацией со встречными автомобилями. Подобный обмен информацией не только делает вождение более безопасным, но и позволяет уменьшить расход энергии. Электромобили, например, во время автономного вождения смогут рассчитать, когда удобнее включить торможение для зарядки батарей, а когда лучше снизить скорость заранее. Теоретически машины смогут не только взаимодействовать друг с другом (Vehicle to Vehicle), но также обращаться к инфраструктуре (облачные сервисы, службы трафика и т.д.) или даже взаимодействовать с пешеходами.
Беспроводная зарядка
Впрочем, чтобы машины с автопилотом стали встречаться повсеместно, требуются многие годы согласований с властями, а также дальнейшее совершенствование технологий. Гораздо быстрее появятся системы индуктивной беспроводной зарядки автомобилей. Qualcomm на рынке смартфонов известна своей технологией беспроводной зарядки, в данном случае зарядка под названием Halo просто станет крупнее. Пользователи электромобилей смогут задействовать как проводную зарядку, так и беспроводную индукционную. Здесь крупным игроком можно назвать Formula E, в этом году как раз пройдет второй сезон. Formula E обеспечивает отличное тестирование электромобилей и сбор всех необходимых данных. В гонках Formula E медицинские автомобили и машины обслуживания уже опираются на технологию Qualcomm Halo. Qualcomm модернизировала машины BMW i8, которые опираются на гибридный принцип, то есть использование электрического двигателя и ДВС, то же самое касается и «младшей» BMW i3. В целях безопасности зарядка автомобиля выполняется индуктивным способом. Водитель остается в автомобиле, в случае возникновения экстренной ситуации ему не придется отключать кабель зарядки.
Технология Qualcomm Halo использует физическое явление индукции, чтобы передать энергию на батарею болида без каких-либо проводов. Автомобиль устанавливается на специальную подставку, которая может быть интегрирована в гараж или зону парковки. Машина автоматически определяет, когда она находится над зарядной панелью и может зарядить батарею. Если верить Qualcomm, технологии не мешают отклонения при заезде на парковку – допускается погрешность до 30%.
Затраты на интеграцию систему Qualcomm Halo в автомобили не такие большие, со стороны водителя тоже особых сложностей нет. Конечно, прорабатывался и вопрос безопасности. Если поместить пустую банку из-под пива на зарядную подставку Halo, она очень быстро нагреется, а краска загорится. Даже небольшие алюминиевые отходы, такие как крышка из-под йогурта или фольга из сигаретной пачки могут привести к возгоранию. Поэтому Qualcomm оснастила зарядную площадку сенсорами, которые определяют посторонние объекты или людей/животных и автоматически выключают систему. Кроме того, на последних ступенях разработки удалось существенно поднять эффективность. Теперь она превышает 90%.
В будущем технология Qualcomm Halo может применяться не только в гаражах и зонах парковки, но и прямо на дороге. Если верить разработчику чипов, индуктивная система зарядки может работать даже на шоссе со скоростью движения порядка 120 км/ч. В будущем индуктивной зарядкой могут оснащаться как шоссе, так и отдельные полосы. И реализация первых пилотных проектов уже началась. Скажем, в этом году рядом с Парижем была открыта трасса "Dynamic WEVC Track", на которой электромобили могут заряжаться при скорости до 120 км/ч. Теоретически они даже смогут двигаться без батареи. В будущих сезонах Formula E Qualcomm тоже планирует отработать данную технологию. Она позволит, например, избежать замены болида в случае опустошения или сбоя аккумулятора.
Защита данных по-прежнему остается острой проблемой
Управление автомобилем в будущем становиться все проще, но остается проблема безопасности и защиты данных. Автомобили должны быть защищены от неавторизованного доступа, а также от сбора данных – без каких-либо исключений, в том числе со стороны страховых компаний или производителей автомобилей. Так что современные технологии в автомобильной индустрии имеют и обратную сторону.