Računalni upravljački sustav predstavlja središnji dio autonomnog vozila Waymo Driver, a zadužen je za pretvaranje sirovih podataka iz senzora u naredbe za vožnju u stvarnom vremenu. Potpuna autonomija bez prisutnosti ljudskog vozača, kakvu Waymo već godinama demonstrira, zahtijeva sustav projektiran za determinističke radne performanse i iznimno nisku latenciju – pa samim time i vlastita hardverska rješenja.

320 milijuna kilometara "iskustva"

Na temelju iskustva prikupljenog kroz više od 320 milijuna kilometara autonomne vožnje, u proteklih je deset godina u toj kompaniji razvijena računalna arhitektura koja spaja hardver, senzore i algoritme, pri čemu je snaga primarnog računalnog sustava u posljednjih osam godina povećana čak dvadeset puta – otkrili su na službenom blogu te po prvi put dali nešto više informacija o hardveru koji pokreće sustave autonomne vožnje u njihovim robotaksijima.

Kako bi se osigurala pouzdanost na cesti, sustav je konstruiran oko tri ključna zahtjeva: brzog odziva, otpornosti na vanjske uvjete i redundancije. Izvođenje računskih operacija odvija se u potpunosti u vozilu, a sustav donosi odluke unutar nekoliko milisekundi kako bi se smanjilo kašnjenje od prijema signala do akcije.

Računalo je izravno povezano s rashladnim sustavom vozila (vodenim hlađenjem) kako bi izdržalo vibracije, udarce i ekstremne temperature. Zbog sigurnosti je primijenjena dvostruka arhitektura koja funkcionira poput dva neovisna motora koji u normalnom radu dijele opterećenje, a u slučaju kvara jednoga, drugi bez prekida preuzima sve operacije.

Vlastiti 5 nm čip

Arhitektura sustava je heterogena te kombinira procesore (CPU), grafičke jedinice (GPU) i namjenske akceleratore kako bi se osigurala optimalna raspodjela zadataka i maksimalno vrijeme za strojno učenje. U sklopu te strukture ugrađen je i vlastiti 5-nanometarski namjenski integrirani krug (ASIC), specijaliziran za obradu, spajanje i pokretanje naprednih neuronskih mreža na sirovim podacima sa senzora u stvarnom vremenu. Namjenski akceleratori unutar tog čipa izdvajaju informacije iz radara, lidara i kamera te obavljaju uklanjanje šuma iz podataka.

Paralelnim projektiranjem vlastitog silicija, senzora i algoritama postignuta je visoka učinkovitost i razina performansi sustava. Najnovija generacija računalne platforme u stvarnom vremenu istodobno obrađuje podatke s 13 kamera visoke razlučivosti. Ovdje se ostvaruje iznimna percepcija u uvjetima slabog osvjetljenja te se otkrivaju ključni detalji iz okoline koje tradicionalni sustavi kamera ne uspijevaju zabilježiti (primjer su ilustrirali priloženim slikama).

Sami ASIC čipovi osiguravaju više od 1.000 TOPS-a (bilijuna operacija u sekundi) namijenjenih strojnom učenju i obradi ulaznih podataka. Razvoj silicijskih komponenti, senzora i algoritama proveden je usporedno, čime je omogućeno izvršavanje različitih modela. U razvoju cjelokupnog računalskog sustava ostvarena je suradnja s nizom tehnoloških partnera, među kojima su AMD, Micron, NVIDIA, Samsung, Sandisk, Socionext i TSMC, pa u Waymu kažu da posjeduju trenutačno najsposobniji sustav autonomne vožnje u svijetu.