Agilex™ 5 SoM-järjestelmämoduulin tarjoama AI-kehityspotentiaali

Tekoäly mullistaa eri toimialoja tarjoamalla transformatiivisia ratkaisuja, jotka parantavat merkittävästi tehokkuutta, tarkkuutta ja kykyä tehdä tietoon perustuvia päätöksiä. Tässä toimintaympäristössä reuna-AI:n konsepti – tekoälyalgoritmien käsittely verkon reunalla sijaitsevissa laitteissa – on noussut esiin suuntaa näyttävänä lähestymistapana. Se mahdollistaa reaaliaikaisen tietojenkäsittelyn, pienemmän viiveen, paremman tietosuojan ja itsenäisen päätöksenteon, mikä on erityisen tärkeää terveydenhuollon, robotiikan ja teollisuusautomaation kaltaisilla aloilla.

Sulautettujen järjestelmien suunnittelun edelläkävijä iWave on tämän vallankumouksen eturintamassa. Se tarjoaa sulautettuja alustoja, jotka on suunniteltu venyttämään tekoälyn rajoja reunalla. Nämä alustat on räätälöity erityisesti sovelluksiin, jotka vaativat korkeatehoista tietojenkäsittelyä ja kehittyneitä tekoäly- ja koneoppimisominaisuuksia, kuten mediankäsittelyyn, robotiikkaan ja visuaaliseen tietojenkäsittelyyn.

Esittelyssä iW-RainboW-G58M: seuraavan sukupolven tekoälyä hyödyntävät ohjelmoitavat porttimatriisit (FPGA)

iWave esittelee merkittävän edistysaskeleen sulautettujen järjestelmien markkinoilla – iW-RainboW-G58M SoM (System on Module) -järjestelmämoduulin (kuva 1), joka perustuu ohjelmoitavaan Intel Agilex™ 5 -porttimatriisiin. Tämä on ensimmäinen ohjelmoitava porttimatriisi, jossa tekoälyominaisuudet on integroitu suoraan rakenteeseen, mikä merkitsee uutta aikakautta FPGA-teknologiassa. iW-RainboW-G58M on suunniteltu huolellisesti sovelluksiin, jotka vaativat korkeatehoista tietojenkäsittelyä pienellä latenssilla ja asiakaskohtaisen logiikan toteuttamista sulautetulla AI/ML-tuella. Se on siten ihanteellinen valinta esimerkiksi lääketieteellisen kuvantamisen, robotiikan ja teollisuusautomaation aloille.

Kuva 1: iWaven järjestelmämoduuli iW-RainboW-G58M perustuu Intelin ohjelmoitavaan porttimatriisiin Agilex 5. Se on ensimmäinen FPGA, jossa on tekoälyominaisuudet suoraan integroituina. (Kuvan lähde: iWave)

iW-RainboW-G58M-järjestelmämoduuli on kooltaan kompakti, vain 60 mm x 70 mm, mutta täynnä tehokkaita ominaisuuksia. Se on yhteensopiva Intelin Agilex™ 5 -porttimatriisien ja E-Series SoC-piirien tuoteperheen kanssa. Komponentti käyttää B32A-koteloa, jota on saatavana kahtena eri laitevaihtoehtona erilaisiin sovellustarpeisiin:

• Ryhmä A: FPGA-järjestelmäpiirit (SoC) A5E 065A/052A/043A/028A/013A – Nämä variantit tarjoavat korkeamman suorituskyvyn ja sopivat sovelluksiin, jotka vaativat kompleksisempia käsittelyominaisuuksia.
• Ryhmä B: FPGA-järjestelmäpiirit (SoC) A5E 065B/052B/043B/028B/013B/008B – Nämä variantit tarjoavat kustannustehokkaita ratkaisuja vähemmän vaativiin tehtäviin ja takaavat joustavuuden suunnittelussa ja toteutuksessa.

Kehittäjät voivat valita näistä vaihtoehdoista sovelluksen tarpeisiin parhaan FPGA-variantin, jossa suorituskyky, virrankulutus ja kustannukset ovat tasapainossa.

Intelin Agilex™ 5 -porttimatriisien täyden potentiaalin hyödyntäminen reunan tekoälysovelluksissa

Intelin Agilex™ 5 -porttimatriisit ja järjestelmäpiirit edustavat merkittävää edistysaskelta FPGA-teknologiassa, erityisesti reunalla sijaitsevissa tekoäly- ja koneoppimissovelluksissa. Agilex™ 5 -sarja perustuu Intelin tekoälyoptimoituun FPGA-osaamiseen, ja se tarjoaa alan ensimmäisen AI-tensorilohkon keskiluokan FPGA:ssa. Tämän lohkon tehtävänä on erityisesti nopeuttaa tekoälytyökuormia, joten nämä FPGA:t sopivat täydellisesti reunan tekoälysovelluksiin, joissa reaaliaikainen käsittely ja päätöksenteko ovat kriittisiä.

Agilex™ 5 FPGA-piirin tärkeimpiin ominaisuuksiin kuuluu sen asymmetrinen sovellusprosessorijärjestelmä, joka sisältää kaksi Arm Cortex-A76 -ydintä ja kaksi Cortex-A55-ydintä. FPGA tarjoaa tämän konfiguraation ansiosta poikkeuksellisen prosessointitehon ja optimoi samalla energiatehokkuuden, mikä on ratkaiseva tekijä reunalaskentaympäristöissä, joissa virrankulutus on minimoitava suorituskyvystä tinkimättä.

Agilex™ 5 FPGA sisältää myös AI-tensorilohkoon integroidun parannetun tuen digitaaliselle signaalinkäsittelylle (DSP). Tämän yhdistelmän ansiosta FPGA-piiri suorittaa kompleksiset tekoälytehtävät entistä tehokkaammin ja tarkemmin, esimerkkeinä päättely syväoppimisessa, kuvankäsittely ja ennakoiva analytiikka. Lisäksi FPGA-piirin edistyneet liitettävyysominaisuudet, kuten nopeat GTS-lähetin-vastaanottimet, jotka tukevat jopa 28,1 Gbit/s:n tiedonsiirtonopeutta, PCI Express* (PCIe*) 4.0 × 8 sekä DisplayPort- ja HDMI-lähdöt, tekevät siitä monipuolisen ratkaisun monenlaisiin sovelluksiin.

Kattava AI/ML-ohjelmistoekosysteemi: kehityksen nopeuttaminen

iW-RainboW-G58M-SoM-moduulia täydentää kattava ohjelmistoekosysteemi, joka nopeuttaa merkittävästi tekoälyn ja koneoppimisen kehittämistä. Keskeistä tälle ekosysteemille on yhteensopivuus suosittujen tekoälykehyksien kanssa, esimerkkeinä TensorFlow ja PyTorch. Näin kehittäjät voivat hyödyntää näitä tuttuja alustoja sofistikoituneiden tekoälymallien luontiin ilman jyrkkää oppimiskäyrää.

OpenVINO Toolkit on kriittinen komponentti tässä ekosysteemissä. Tämä avoimen lähdekoodin työkalusarja on tarkoitettu päättelyyn käytettävien syväoppimismallien optimointiin erilaisissa laitteistoarkkitehtuureissa, kuten keskusyksiköissä, grafiikkasuorittimissa ja ohjelmoitavissa porttimatriiseissa. Käyttämällä OpenVINO Toolkit -sarjaa kehittäjät voivat varmistaa, että heidän tekoälymallinsa eivät ole ainoastaan suorituskykyoptimoituja vaan myös erittäin hyvin siirrettävissä eri laitteistoalustoille, mikä mahdollistaa suuremman joustavuuden käyttöönotossa.

Lisäksi Intelin FPGA AI Suite on keskeisessä roolissa kehitysprosessin yksinkertaistamisessa. Tämä ohjelmistopaketti on suunniteltu helppokäyttöisyys silmällä pitäen, ja sen avulla FPGA-suunnittelijat, koneoppimisinsinöörit ja ohjelmistokehittäjät voivat luoda FPGA-arkkitehtuureille optimoituja tekoälyalustoja. Intel FPGA AI Suite mahdollistaa alan vakiotyökalujen, kuten TensorFlow, PyTorch ja OpenVINO Toolkit, integroinnilla kehitysprosessin nopeuttamisen niin, että tekoälyratkaisujen korkea luotettavuus ja suorituskyky säilyvät.

Ohjelmistopaketti integroituu myös saumattomasti Intelin Quartus Prime FPGA-suunnitteluohjelmistoon, joka on tehokas FPGA-pohjaisten järjestelmien suunnittelua, analysointia ja optimointia tukeva työkalu. Tämä integrointi takaa sen, että kehittäjät saavat käyttöönsä robustin ja luotettavan työnkulun, joka lyhentää markkinoilletuontiaikaa ja parantaa tekoälysovellusten yleistä luotettavuutta.

Pilvi-AI vs. reuna-AI: vertaileva analyysi

Tekoälyn koko ajan kehittyessä pilvi-AI:n ja reuna-AI:n välinen ero on yhä tärkeämpi. Pilvi-AI, joka luottaa etädatakeskusten valtaviin laskentaresursseihin, tarjoaa korkean skaalautuvuuden ja kyvyn käsitellä suuria tietomääriä. Tähän lähestymistapaan liittyy kuitenkin usein suurempi viive ja potentiaalisia tietoturvaongelmia, koska dataa on siirrettävä internetin kautta.

Reuna-AI tarjoaa puolestaan merkittäviä etuja skenaarioissa, joissa reaaliaikainen käsittely, alhainen viive ja parempi tietosuoja ovat kriittisen tärkeitä. Koska reuna-AI käsittelee dataa paikallisesti laitteessa, jatkuva kommunikaatiotarve pilven kanssa jää pois, mikä pienentää viivettä ja parantaa tekoälyjärjestelmien reagointikykyä. Tämä on erityisen tärkeää sellaisissa sovelluksissa kuten autonomiset ajoneuvot, teollisuusautomaatio ja terveydenhuolto, joissa päätöksenteon viivästymisellä voi olla vakavia seurauksia.

Lisäksi reuna-AI edistää tietosuojaa, koska arkaluonteiset tiedot jäävät paikalliseen laitteeseen, mikä vähentää pilvipohjaiseen käsittelyyn liittyvien tietoturvaloukkausten riskiä. Hybridistä lähestymistavasta, jossa reunalaitteet suorittavat alustavan tietojenkäsittelyn ennen datan siirtämistä pilvipalveluun kompleksisempaa analysointia varten, on tulossa yhä suositumpi. Tässä menetelmässä yhdistyvät sekä reuna-AI- että pilvi-AI-menetelmän vahvuudet, mikä mahdollistaa resurssien tehokkaan käytön, paremman tietoturvan ja järjestelmän paremman suorituskyvyn.

Pitkäikäisyyden ja kattavan tuen varmistaminen: iWaven sitoutuminen asiakkaita kohtaan

Yksi iWaven tärkeimmistä sitoumuksista on varmistaa sen tuotteiden pitkäaikainen saatavuus. Yrityksen tuotteiden pitkäikäisyysohjelma takaa, että sen SoM-moduulit ovat saatavilla pitkäkestoisesti, usein yli 10 vuotta. Tämä on erityisen tärkeää esimerkiksi lääkinnällisten laitteiden, ilmailu- ja avaruusalan sekä teollisuusautomaation kaltaisilla sektoreilla, joilla tuote-elinkaaret ovat yleensä pitkiä ja komponenttien tasainen saatavuus on kriittistä.

Pitkäikäisyyden lisäksi iWave tarjoaa kattavaa teknistä tukea koko tuotekehitysprosessin ajan. Tähän tukeen kuuluvat ODM (Original Design Manufacturer) -palvelut, kuten kantajakortin suunnittelu, lämpösimulaatio ja järjestelmätason suunnittelu, jolloin asiakkaat voivat keskittyä omaan ydinosaamiseensa iWaven hoitaessa laitteistosuunnittelun ja -integraation kompleksiset näkökohdat.

iWaven sitoutuminen asiakkaiden menestykseen näkyy myös siinä, että iWave tarjoaa kattavia arviointisarjoja sen omille SoM-moduuleille. Nämä sarjat sisältävät täydellisen käyttäjädokumentaation, ohjelmistoajurit ja BSP (Board Support Package) -paketin, joiden avulla asiakkaat voivat nopeasti evaluoida ja kehittää prototyyppejä omia ratkaisuitaan varten. Tarjoamalla näitä resursseja iWave auttaa asiakkaita lyhentämään kehitysaikaa ja tuomaan tuotteet nopeammin markkinoille.

Yhteenveto

iWaven iW-RainboW-G58M SoM-järjestelmämoduuli ja Intelin Agilex 5 FPGA, jossa on tekoälyominaisuudet integroituina, on suunniteltu huolellisesti korkeatehoiseen tietojenkäsittelyyn pienellä viiveellä ja asiakaskohtaisen logiikan toteuttamiseen sulautetulla AI/ML-tuella. Siksi se on ihanteellinen valinta esimerkiksi lääketieteellisen kuvantamisen, robotiikan ja teollisuusautomaation aloille.