Rozvojový potenciál AI se systémem Agilex™ 5 na modulu

Umělá inteligence (AI) přináší revoluci v různých odvětvích poskytováním transformativních řešení, která výrazně zvyšují efektivitu, přesnost a schopnost provádět informovaná rozhodnutí. V tomto prostředí se koncepce Edge AI, tedy zpracování algoritmů AI na zařízeních umístěných na okraji sítě, zrodila jako přístup, který mění pravidla hry. Tato koncepce umožňuje zpracování dat v reálném čase, sníženou latenci, lepší soukromí dat a autonomii při rozhodování, což je důležité zejména v odvětvích, jako je zdravotnictví, robotika a průmyslová automatizace.

V čele této revoluce stojí průkopnická síla v inženýrství vestavěných systémů - společnost iWave nabízející vestavěné platformy navržené tak, aby posouvaly hranice umělé inteligence na okraji sítě. Tyto platformy jsou speciálně přizpůsobeny aplikacím vyžadujícím vysoce výkonné výpočty a vyspělé funkce AI/ML, například zpracování médií, robotika a vizuální výpočty.

Představujeme systém iW-RainboW-G58M: novou generace polí FPGA se zavedenou umělou inteligencí

V rámci významného pokroku na trhu vestavěných systémů společnost iWave s nadšením představila systém na modulu (SoM) iW-RainboW-G58M (obrázek 1) poháněný hradlovým polem Intel Agilex™ 5 FPGA. Jedná se o první hradlové pole FPGA s funkcemi AI integrovanými přímo do struktury, což znamená novou éru v technologii FPGA. Systém iW-RainboW-G58M je pečlivě navržen pro aplikace vyžadující vysoký výkon, zpracování s nízkou latencí a vlastní logickou implementaci s integrovanou podporou AI/ML, čímž je ideální volbou pro odvětví, jako jsou lékařské zobrazování, robotika a průmyslová automatizace.

Obrázek 1: systém iWave iW-RainboW-G58M SoM poháněný hradlovým polem Intel Agilex 5 FPGA, které je prvním polem FPGA s přímo integrovanými funkcemi AI. (Zdroj obrázku: iWave)

Systém iW-RainboW-G58M SoM o rozměrech pouhých 60 mm x 70 mm má kompaktní provedení a přesto je nabitý výkonnými funkcemi. Systém podporuje hradlová pole SoC (FPGA) skupiny Intel Agilex™ 5 E-Series v pouzdru B32A, která jsou k dispozici ve dvou odlišných variantách součástí, aby vyhovovala potřebám celé řady aplikací:

• Skupina A: pole A5E 065A/052A/043A/028A/013A SoC FPGA - tyto varianty nabízejí vyšší výkon a jsou vhodné pro aplikace vyžadující složitější možnosti zpracování.
• Skupina B: pole A5E 065B/052B/043B/028B/013B/008B SoC FPGA - tyto varianty poskytují cenově výhodná řešení pro méně náročné úlohy a zajišťují flexibilitu při návrhu a implementaci.

Kombinace těchto možností umožňuje vývojářům vybrat nejvhodnější variantu pole FPGA pro konkrétní aplikaci s vyvážením výkonu, spotřeby energie a nákladů.

Využití plného potenciálu pole FPGA Intel Agilex™ 5 pro AI na okraji

Pole FPGA a systémy SoC od společnosti Intel Agilex™ 5 představují významný skok vpřed v oblasti technologií FPGA, zejména pokud jde o aplikace AI a strojového učení na okraji. Řada Agilex™ 5 staví na historii polí FPGA od společnosti Intel optimalizovaných pro umělou inteligenci a představuje první tenzorový blok AI v oblasti FPGA střední třídy. Tento blok je speciálně navržen pro urychlení pracovní zátěže AI, čímž se tato pole FPGA stávají ideálními pro aplikace AI na okraji, kde jsou zpracování a rozhodování v reálném čase kriticky důležité.

Klíčovým rysem pole FPGA Agilex™ 5 je jeho asymetrický aplikační procesorový systém zahrnující duální jádra Arm Cortex-A76 a Cortex-A55. Tato konfigurace umožňuje poli FPGA dosáhnout výjimečného výpočetního výkonu a zároveň optimalizovat energetickou účinnost, což je kriticky důležitý faktor v prostředích edge computingu, kde je vyžadována minimalizace spotřeby energie bez snížení výkonu.

Pole Agilex™ 5 FPGA dále zahrnuje vylepšené možnosti digitálního zpracování signálu (DSP) integrované s tenzorovým blokem AI. Tato kombinace umožňuje poli FPGA řešit složité úkoly umělé inteligence, jako je inference hloubkového učení, zpracování obrazu a prediktivní analytika s vyšší účinností a přesností. Dále platí, že díky pokročilým funkcí konektivity, včetně vysokorychlostních GTS transceiverů podporujících datové rychlosti až 28,1 Gbps, sběrnici PCI Express* (PCIe*) 4.0 × 8 a výstupů pro rozhraní DisplayPort a HDMI, se pole FPGA stává univerzálním řešením pro širokou škálu aplikací.

Komplexní softwarový ekosystém AI/ML: zrychlení vývoje

Systém iW-RainboW-G58M SoM je doplněn komplexním softwarovým ekosystémem, který výrazně urychluje vývoj AI a strojového učení. Ústředním bodem tohoto ekosystému je podpora populárních rámců umělé inteligence, například TensorFlow a PyTorch, která vývojářům umožňuje tyto známé platformy využívat k vytváření sofistikovaných modelů umělé inteligence bez strmých křivek učení.

Kriticky důležitou součástí tohoto ekosystému je sada nástrojů OpenVINO. Tato sada nástrojů s otevřeným zdrojovým kódem je určena k optimalizaci modelů hlubokého učení pro inferenci na různých hardwarových architekturách, včetně CPU, GPU a FPGA. Pomocí sady nástrojů OpenVINO mohou vývojáři zajistit, aby modely umělé inteligence byly nejen optimalizované z hlediska výkonu, ale také vysoce přenositelné mezi různými hardwarovými platformami, což umožňuje vyšší flexibilitu při jejich nasazení.

Sada nástrojů Intel FPGA AI Suite navíc hraje zásadní úlohu při zjednodušování procesu vývoje. Tato sada, která je navržena s ohledem na snadné použití, umožňuje konstruktérům polí FPGA, inženýrům strojového učení a vývojářům softwaru vytvářet platformy umělé inteligence optimalizované pro architektury FPGA. Díky integraci se standardními průmyslovými nástroji, jako jsou TensorFlow, PyTorch a sada nástrojů OpenVINO, dovoluje sada Intel FPGA AI Suite vývojářům urychlit proces vývoje při zachování vysokého stupně spolehlivosti a výkonu jejich řešení umělé inteligence.

Tato sada nástrojů se také hladce integruje s vývojovým softwarem Intel Quartus Prime FPGA, což je výkonný nástroj podporující návrh, analýzu a optimalizaci systémů na bázi polí FPGA. Tato integrace poskytuje vývojářům přístup k robustnímu a osvědčenému pracovnímu postupu, zkracuje dobu uvedení na trh a zvyšuje celkovou spolehlivost aplikací AI.

Cloudová AI vs. AI na okraji: srovnávací analýza

S trvalým vývojem umělé inteligence je rozdíl mezi cloudovou AI a AI na okraji stále důležitější. Cloudová AI, která se spoléhá na rozsáhlé výpočetní zdroje vzdálených datových center, nabízí vysokou škálovatelnost a schopnost zpracovávat velké objemy dat. Vzhledem k potřebě přenosu dat přes internet se však tento přístup často setkává s vyšší latencí a potenciálními bezpečnostními problémy.

Na druhou stranu AI na okraji nabízí významné výhody ve scénářích, kde zpracování v reálném čase, nízká latence a lepší datové soukromí mají kriticky důležitý význam. Lokálním zpracování dat v daném zařízení AI na okraji odstraňuje potřebu trvalé komunikace s cloudem, snižuje latenci a zlepšuje odezvu systémů AI. Toto řešení je zejména důležité v aplikacích, jako jsou autonomní vozidla, průmyslová automatizace a zdravotnictví, kde zpoždění v rozhodování může mít vážné důsledky.

AI na okraji dále přispívá k ochraně osobních údajů uchováváním citlivých informací v lokálním zařízení, čímž snižuje riziko narušení dat vlivem zpracování v cloudu. Stále populárnější je hybridní přístup, kdy okrajová zařízení provádějí počáteční zpracování dat před jejich přenosem do cloudu k provedení složitější analýzy. Tato metoda kombinuje silné stránky AI na okraji a cloudové AI, což umožňuje efektivní využívání prostředků, dokonalejší zabezpečení a lepší výkon systému.

Zajištění dlouhé životnosti a komplexní podpory: závazek společnosti iWave vůči zákazníkům

Jedním z klíčových závazků společnosti iWave je zajistit dlouhodobou dostupnost svých produktů. Program dlouhé životnosti produktů společnosti zaručuje, že její systémy na modulech budou dlouhodobě dostupné, často po dobu přesahující 10 let. To je zvláště důležité pro obory, jako jsou lékařská přístroje, letecký průmysl a průmyslová automatizace, kde jsou životní cykly produktů obvykle dlouhé a trvalá dostupnost součástí je kriticky důležitá.

Kromě dlouhé životnosti poskytuje společnost iWave rozsáhlou technickou podporu během celého vývojového procesu produktu. Tato podpora zahrnuje služby ODM (Original Design Manufacturer), například návrh nosné karty, tepelnou simulaci a návrh na systémové úrovni, což zákazníkům umožňuje soustředit se na své klíčové kompetence, zatímco se společnost iWave stará o složité aspekty návrhu a integrace hardwaru.

Svou orientaci na úspěch zákazníků společnost iWave dále demonstruje poskytováním komplexních vyhodnocovacích souprav pro systémy SoM. Tyto soupravy se dodávají s kompletní uživatelskou dokumentací, softwarovými ovladači a balíčkem podpory desky, což zákazníkům umožňuje provádět rychlá vyhodnocování a vytváření prototypů jejich návrhů. Nabízením těchto prostředků společnost iWave pomáhá zákazníkům zkrátit dobu vývoje a urychlit uvádění produktů na trh.

Shrnutí

Systém iW-RainboW-G58M SoM od společnosti iWave s polem Intel Agilex 5 FPGA obsahující integrované funkce AI je pečlivě navržen s ohledem na vysoký výkon, zpracování s nízkou latencí a implementaci vlastní logiky pomocí vestavěných aplikací na podporu AI/ML. Díky tomu se jedná o dobrou volbou pro průmyslová odvětví, například lékařské zobrazování, robotika a průmyslová automatizace.