Sztuczna inteligencja (AI) szybko redefiniuje przetwarzanie wbudowane, aby zapewnić podstawowe sterowniki dla rozwiązań nowej generacji w takich obszarach, jak robotyka, automatyka przemysłowa i urządzenia medyczne. W miarę jak przetwarzanie danych w coraz większym stopniu przenosi się na brzeg, platforma zapewniająca wydajną sztuczną inteligencję, niskie opóźnienia i wysoki poziom dostosowywania stała się sztywnym wymogiem w różnych sektorach przemysłu.
Moduł systemowy iW-RainboW-G58M firmy IWave (rysunek 1) jest oparty na układzie FPGA Agilex ™ 5 SoC firmy Altera, umożliwiającym przeskoczenie konstrukcji AI. Ten kompaktowy moduł łączy w sobie pierwszą architekturę FPGA firmy Altera, która wprowadza funkcjonalność sztucznej inteligencji bezpośrednio do Fabrics, umożliwiając unikalne połączenie elastyczności, mocy obliczeniowej i wydajności systemów wbudowanych opartych na sztucznej inteligencji.
Rysunek 1: System modułowy iWave iW-RainboW-G58M. Źródło obrazu: iWave)
Kompaktowa konstrukcja i duża siła obliczeniowa
IW-RainboW-G58M SoM 60 mm x 70 mm wymiary całkowite, obudowa B32A, produkty z serii SoC FPGA E z obsługą Altera Agilex™. Seria modułów podzielona jest na dwie grupy:
Grupa A: A5E06AA/052A/043A/028A/013A SoC FPGA
Grupa B: A5E065B/052B/043B/028B/013B/008B SoC FPGA
Moduł Agilex™ Series 5 integruje asymetryczny, heterogeniczny system przetwarzania, obsługuje dwa rdzenie Arm Cortex-A76 i dwa rdzenie Cortex-A55 oraz zapewnia optymalną równowagę pomiędzy wydajnością i efektywnością energetyczną. Ulepszone bloki DSP zintegrowane z blokami tensorowymi AI przyspieszają obciążenia głębokiego uczenia się, podczas gdy transceivery GTS do 28,1 Gb/s PCIe ® X 8 i interfejsy wyświetlacza, takie jak HDMI i DisplayPort, zapewniają szybką łączność dla złożonych aplikacji multimedialnych i AI.
Ekosystem oprogramowania AI i narzędzia programistyczne
Agilex ™ Bezproblemowa integracja platformy 5 z wiodącym frameworkiem AI (rysunek 2) upraszcza rozwój niestandardowych rozwiązań w zakresie rozumowania AI. Platforma obsługuje TennorFlow, Pyr i Open ™ Toolkit z pakietem FPGA AI Suite firmy Altera, a oprogramowanie projektowe Quartus ® Prime optymalizuje dogłębny model uczenia się na potrzeby wnioskowania FPGA.
Rysunek 2: Agile™ Bezproblemowa integracja platformy z wiodącym frameworkiem AI. Źródło obrazu: iWave)
Dzięki pakietowi Altera FPGA AI wszyscy programiści, od inżynierów sprzętu po ekspertów ds. danych, mogą efektywnie budować i wdrażać zoptymalizowane potoki AI, korzystając ze znanych przepływów pracy. Pakiet z powodzeniem łączy projekt FPGA z platformą AI wysokiego poziomu, skracając czas wprowadzenia produktu na rynek, zachowując jednocześnie deterministyczną wydajność i efektywność energetyczną na poziomie sprzętu.
Cloud AI i Edge AI: równowaga
We współczesnych architekturach przetwarzanie AI dzieli się na przetwarzanie w chmurze i przetwarzanie brzegowe (rysunek 3). Cloud AI oferuje ogromną skalowalność, ale często napotyka opóźnienia i ograniczenia prywatności. Natomiast brzegowa sztuczna inteligencja przetwarza lokalnie w czasie rzeczywistym, umożliwiając natychmiastowe podejmowanie decyzji, silniejszą ochronę bezpieczeństwa oraz ciągłą i stabilną pracę nawet bez połączenia sieciowego.
Rysunek 3: Sztuczna inteligencja w chmurze jest skalowalna, ale często ma ograniczenia związane z opóźnieniami i prywatnością. Edge AI przetwarza lokalnie w czasie rzeczywistym, zapewniając natychmiastowe podejmowanie decyzji, większe bezpieczeństwo i ciągłą pracę nawet bez połączenia sieciowego. Źródło obrazu: iWave)
W architekturze wdrożenia hybrydowego węzły brzegowe obsługują zadania analityczne, w których czas jest krytyczny, podczas gdy centrum danych podsumowuje i przetwarza większe zbiory danych na potrzeby analizy trendów lub modelowania predykcyjnego. iW-RainboW-G58M został zaprojektowany dla tego hybrydowego modelu, umożliwiając elastyczne przetwarzanie na brzegu i bezproblemową integrację z infrastrukturą chmurową.