„Supercomputer“ für Autos ZF ProAI: Rechenpower für die Mobilität von morgen

Redakteur: Michael Eckstein

Skalierbar für jeden Fahrzeugtyp und geeignet für alle Stufen des automatisierten oder autonomen Fahrens: ZF stellt auf der IAA 2021 den ProAI-Computer vor. Dieser Zentralrechner ist für Software-definierte Fahrzeuge und neue Mobilitätskonzepte gedacht.

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Kompakt: Je nach Ausbaustufe liefert der auch für KI-Berechnungen optimierte Zentralcomputer ProAI von ZF zwischen 20 und 1.000 TOPS Rechenleistung. Zur Entwärmung gibt es die Optionen passive Kühlung, Luftkühlung und Flüssigkeitskühlung.
Kompakt: Je nach Ausbaustufe liefert der auch für KI-Berechnungen optimierte Zentralcomputer ProAI von ZF zwischen 20 und 1.000 TOPS Rechenleistung. Zur Entwärmung gibt es die Optionen passive Kühlung, Luftkühlung und Flüssigkeitskühlung.
(Bild: ZF Group)

Digitalisierung, Vernetzung, autonomes Fahren ohne Emissionen: Ohne Frage befindet sich die Mobilität im Wandel, wird laut ZF – dem derzeit fünftgrößten Automobilzulieferer weltweit – gar neu definiert. Diesen Trend hat die aktuelle Corona-Krise noch einmal verstärkt und beschleunigt. Die „Wartezeit“ auf morgen hat sich nach Ansicht des Friedrichshafener Unternehmens massiv verkürzt, die automobile Zukunft nimmt in den Modellplanungen der Hersteller bereits heute Gestalt an – getrieben von Wachstumstrends eines Marktes, der an intelligenter, elektrischer, autonomer, sicherer und nachhaltiger Mobilität interessiert ist.

An diesem Bedarf richtet sich ZF aus. Und hat nach eigenen Angaben eine Art „Supercomputer“ für das Auto entwickelt, den ZF ProAI. Dieser soll „maßgeschneiderte Rechenpower für jede Fahrzeugplattform und jeden Automatisierungsgrad“ bereitstellen. Bereits der Produktname verrät, dass das System auch für Rechenlasten der Künstlichen Intelligenz, englisch Artificial Intelligence oder kurz AI, ausgelegt ist.

Mobile Vernetzung besonders wichtig

„Unser strategisches Ziel ist, Technologie für die ‚Next Generation Mobility‘ bereitzustellen“, erklärt Torsten Gollewski, Executive Vice President Autonomous Mobility Systems bei ZF. „Wir verfügen bereits heute über alle notwendigen Technologien für künftige Fahrzeug- und Mobilitätskonzepte.“ Dies umfasst Hochleistungsrechner, Software, Sensoren und Aktuatoren der Fahrzeuge sowie die Konnektivität der Fahrzeuge für Mobilitätsdienste.

Den Kern neuer E/E-Fahrzeugarchitekturen bilden Hochleistungsrechner, die wahlweise als Zentralrechner oder Domänen- bzw. Zonen-Steuergeräte eingesetzt werden können. Hier setzt ZF mit seinem ZF ProAI an, den der Konzern auf der kommenden IAA erstmals in Europa vorstellt. „Unser ProAI deckt eine enorme Breite von möglichen Anwendungsfeldern für jeden Fahrzeugtyp ab und ist für alle Stufen des automatisierten oder autonomen Fahrens geeignet“, erklärt Gollewski. Bei einer um 66 Prozent gesteigerten Rechenleistung verbrauche der neue ProAI bis zu 70 Prozent weniger Strom.

Für Deep Learning optimierte Architektur

Die KI-Fähigkeiten der ProAI-Recheneinheit sind laut ZF für Deep Learning optimiert und böten eine wichtige Grundlage für weiter verbesserte Sicherheitsfunktionen. Der Rechner ermöglicht demnach eine per Grafikprozessor gesteuerte 360-Grad-Fusion aller verfügbaren Sensordaten, einschließlich Umgebungsmessdaten von Kameras, Radar- und LiDAR-Systemen sowie Audiomustern.

Zusätzlich soll die neue Generation noch kompakter sein und somit weniger Bauraum benötigen: Selbst unter Berücksichtigung der verfügbaren Kühloptionen – je nach erforderlicher Leistung sind passive Kühlung, Luftkühlung und Flüssigkeitskühlung möglich – werden die meisten ProAI-Modelle im Standardmaß von 24 cm x 14 cm x 5 cm geliefert.

Modulare Aufbau für den rauen Auto-Alltag

Damit die Systeme auch bei den oft rauen Bedingungen im automobilen Alltag zuverlässig funktionieren, hat ZF das Hightech-Innenleben nach eigenen Angaben auf höchste Belastbarkeit und Zuverlässigkeit ausgelegt. An Bord sind demnach auch die aktuellen Sicherheitsmechanismen gegen Cyber-Bedrohungen.

Durch seinen modularen Aufbau kann der Computer laut Hersteller je nach Kundenwunsch mit unterschiedlichen System-on-Chip-(SoC-)Varianten unterschiedlicher Hersteller bestückt werden. Ebenso lässt er sich mit Software von ZF oder von Drittanbietern betreiben. Standardisierte Steckverbinder und die Möglichkeit, mehrere ProAI-Einheiten miteinander zu verbinden, erhöhen die Flexibilität des Systems.

Skalierbare Rechenleistung: Bis zu 1.000 TOPS – oder auch „nur“ 20 TOPS

Nach Angaben von ZF überstreicht der Hochleistungsrechner einen breiten Rechenleistungsbereich von 20 bis hinauf zu 1.000 TOPS – also bis zu 1.000 Billionen – oder eine Billiarde – Rechenoperationen pro Sekunde. Damit würde Automobilherstellern über einen einzigen Steuergerätetyp eine passgenaue Lösung für ihre unterschiedlichen Fahrzeugplattformen, Software-Anwendungen und E/E-Architekturen zur Verfügung stehen

ZF berichtet, dass man sowohl im Pkw- als auch im Nutzfahrzeugsegment bereits erste Großaufträge für den ProAI-Computer gewinnen konnte. Ab 2024 will das Unternehmen den Zentralrechner in Großserie produzieren.

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