Autonomes Fahren Mehr Hirn für den autonomen Chauffeur

Für das autonome Fahren müssen Autos enorme Rechenleistungen vollbringen. Chiphersteller Nvidia will die dafür nötige Hardware liefern.

(Foto: Nvidia)

Das Auto wird Teil eines lernenden Systems: Supercomputer und eine neue Elektronik-Architektur werden das Autofahren schon bald komplett verändern.

Analyse von Joachim Becker

Wer sich nächtelang in hochauflösenden virtuellen Welten herumtreibt, weiß, wie viel Rechenleistung neue Computerspiele benötigen. Ihre lebensechte Grafik mit komplexer Beleuchtung ist ein Treiber für die explosionsartige Leistungssteigerung von Mikroprozessoren: Der weltweit schnellste Supercomputer benötigte vor 15 Jahren 150 Quadratmeter Fläche und 500 000 Watt elektrischer Leistung. Heute begnügt sich ein solches Teraflop-System mit zehn Watt und passt auf einen Fingernagel.

"Wir sehen einer Zukunft mit autonom agierenden und lernfähigen Autos, Robotern und Drohnen entgegen, die über eine Intelligenz verfügen, die schwierig vorstellbar ist", sagt Jen-Hsun Huang, CEO und Mitbegründer von Nvidia. Der kalifornische Chip-Hersteller ist anspruchsvollen Computerspielern ein Begriff. Mittlerweile sind Teraflop-Chips wie der Nvidia Tegra X1 so rüttelfest, dass sie die Tortur eines Autolebens überstehen. Auf der IAA im vergangenen September haben Elektrobit, Infineon und Nvidia eine gemeinsame Plattform für die Entwicklung von Fahrrobotern vorgestellt. Jetzt werden die Leiterplatten im Din-A4-Format an 70 Automobilhersteller, Zulieferer und Entwicklungspartner weltweit ausgeliefert.

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Eine neue Elektronik-Architektur ist nötig

Ist das die Stunde null des autonomen Fahrens? Der Startschuss zu einem Rennen, bei dem alle Teilnehmer innerhalb und auch außerhalb der Autobranche dieselben Chancen haben? Audis Leiter Elektrik-/Elektronik-Entwicklung spricht von einer Revolution: "An so einer Chip-Entwicklung sitzen 3000 bis 4000 Entwickler, die kostet ein paar Milliarden Euro", so Ricky Hudi, "allein könnten wir uns das gar nicht leisten."

Auf dem Weg zum hochautomatisierten Fahren ist neben den kleinen Supercomputern aber auch eine neue Elektronik-Architektur nötig. Das bisherige Bordnetz mit 50 und mehr Steuergeräten ist im wahrsten Sinne viel zu zerstreut, um in Echtzeit schalten und walten zu können. Außerdem stehen die Rechenzwerge bei der Vernetzung auf der Leitung: Schafft der klassische CAN-Bus noch eine Datenübertragungsrate von einem Megabit pro Sekunde, wird mit Ethernet künftig ein Gigabit pro Sekunde möglich - also tausendmal so viel.

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Superhirn unter dem Beifahrersitz

Das Tempo und eine hohe Bandbreite werden gebraucht, um eine Flut von Sensordaten auszuwerten. Als ideale Lösung bietet sich ein zentrales Steuergerät für die Fahrerassistenzsysteme (zFAS) an, wie es Audi nächstes Jahr im neuen A 8 erstmals in Serie bringen wird. Doch auf Sicht ist dessen Rechenleistung zu gering.

Im Jahr 2013 füllte die Audi-Elektronik noch den gesamten Kofferraum. "Auf der CES 2016 haben wir nun das fertige zFAS gezeigt, das inzwischen sogar kleiner ist als ein Tablet-Computer", so Ricky Hudi. Dieses Superhirn unter dem Beifahrersitz errechnet ein vollständiges Modell der Fahrzeugumgebung, das dann allen Assistenzsystemen zur Verfügung steht. Schon bald soll sich ein entsprechend ausgerüsteter Wagen damit alleine auf der Autobahn zurechtfinden. Richtig schwierig wird es aber auf Straßen mit Gegenverkehr - und erst recht im Dickicht der Städte.