iWave je průkopníkem v oblasti vestavěných systémů a jejich SoM jsou speciálně přizpůsobeny pro aplikace vyžadující vysoce výkonné výpočty a sofistikované algoritmy AI/ML jako je zpracování a analýza signálů, robotika a vizualizace.

iW-RainboW-G58M: Nová generace FPGA s umělou inteligencí

iWave představuje SoM iW-RainboW-G58M, jehož základem je FPGA Intel Agilex 5. Jedná se o první FPGA s funkcemi umělé inteligence, které jsou integrovány přímo do struktury FPGA. iW-RainboW-G58M je navržen pro aplikace vyžadující vysoký výkon, nízkou latenci a vlastní logickou jednotku s podporou AI/ML.

Obrázek 1: IWave iW-RainboW-G58M SoM je postaven na Intelu Agilex 5 FPGA, Jedná se o první FPGA s přímo integrovanými funkcemi AI. (Zdroj obrázku: iWave)

iW-RainboW-G58M je kompaktní SoM s rozměry 60 mm x 70 mm, ale i přes malé rozměry je nabitý výkonnými funkcemi. SoM obsahuje Intel Agilex 5 FPGA a SoC E-Series v pouzdře B32A, který je k dispozici ve dvou variantách, aby uspokojil řadu aplikací:

• Skupina A: A5E 065A/052A/043A/028A/013A SoC FPGA – Tyto varianty nabízejí vysoký výkon a jsou vhodné pro aplikace vyžadující složitější výpočty.
• Skupina B: 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.

Využití plného potenciálu FPGA Intel Agilex 5 pro Edge AI

FPGA a SoC Intel Agilex 5 představují významný skok vpřed v technologii FPGA, zejména v kontextu aplikacemi Edge umělé inteligence a strojového učení. Řada Agilex 5 staví na FPGA od Intelu, které je optimalizované pro umělou inteligenci a představuje první blok pro tenzorové výpočty AI v FPGA střední třídy. Tento blok je speciálně navržen pro rychlé složité výpočty AI, díky čemuž se tyto FPGA dokonale hodí pro Edge AI aplikace, kde je kladen důraz na zpracování a rozhodování se v reálném čase. Klíčovou vlastností FPGA Agilex 5 je jeho asymetrický aplikační procesorový systém, který obsahuje duální jádra Arm Cortex-A76 a duální jádra Cortex-A55. Tato konfigurace umožňuje FPGA poskytovat výjimečný výpočetní výkon a zároveň optimalizovat energetickou účinnost. To je zásadní faktor v Edge computingu, kde musí být spotřeba energie minimalizována, aniž by došlo ke snížení výkonu.

Agilex 5 FPGA také obsahuje vylepšené možnosti digitálního zpracování signálu (DSP) integrované s blokem pro tenzorové výpočty AI. Tato kombinace umožňuje FPGA zvládat složité úkoly umělé inteligence jako je inference hlubokého učení (procesy usuzování, vyvozování nových informací z informací známých, domýšlení), zpracování obrazu nebo prediktivní analýza, a to s větší účinností a přesností. Navíc FPGA obsahuje pokročilé funkce konektivity v podobě vysokorychlostních GTS transceiverů, které podporují datové rychlosti až 28,1 Gbps. K dispozici je také rozhraní PCI Express 4.0 × 8 a výstupy pro DisplayPort a HDMI.

Komplexní softwarový ekosystém AI/ML: zrychlení vývoje

SoM iW-RainboW-G58M je doplněn komplexním softwarovým ekosystémem, který výrazně urychluje vývoj AI a strojové učení. Ústředním bodem tohoto ekosystému je podpora populárních frameworků umělé inteligence jako jsou TensorFlow a PyTorch. Díky nim lze vytvářet sofistikované modely umělé inteligence bez strmých křivek učení. Důležitou součástí tohoto ekosystému je sada nástrojů OpenVINO, která je navržena tak, aby optimalizovala modely hlubokého učení pro inferenci různých hardwarových architektur ( CPU, GPU či FPGA ). Pomocí sady nástrojů OpenVINO lze zajistit, že modely AI budou nejen optimalizovány pro výkon, ale budou také přenositelné na různé hardwarové platformy. To je důležitá vlastnost při nasazení do reálného provozu.

Intel FPGA AI Suite navíc hraje klíčovou roli ve zjednodušení procesu vývoje. Díky integraci s průmyslovými standardními nástroji jako je TensorFlow, PyTorch či OpenVINO, umožňuje Intel FPGA AI Suite urychlit proces vývoje při zachování vysokého stupně spolehlivosti a výkonu. Sada se také jednoduše integruje s návrhovým softwarem Intel Quartus Prime FPGA. Jedná se o výkonný nástroj, který podporuje návrh, analýzu a optimalizaci systémů založených na FPGA. Tato integrace zajišťuje přístup k robustnímu a osvědčenému pracovnímu postupu, zkracuje dobu uvedení na trh a zvyšuje celkovou spolehlivost aplikací AI.

Cloud AI vs. Edge AI: srovnávací analýza

Jak se umělá inteligence neustále vyvíjí, rozdíl mezi Cloud AI a Edge AI je čím dál tím důležitější. Cloud AI se spoléhá na obrovské výpočetní zdroje vzdálených datových center, nabízí vysokou škálovatelnost a schopnost zpracovávat velké objemy dat. Tento přístup však často má vyšší latenci a hrozí potenciální bezpečnostní problémy kvůli nutnosti přenosu dat přes internet. Na druhou stranu Edge AI nabízí významné výhody tam, kde je vyžadováno zpracování dat v reálném čase, nízká latence a soukromí dat. Zpracováním dat lokálně na zařízení Edge AI eliminuje potřebu neustálé komunikace s cloudem, snižuje latenci a zlepšuje odezvu systémů AI. To je zvláště důležité v aplikacích jako jsou autonomní vozidla, průmyslová automatizace a zdravotnictví, kde zpoždění v rozhodování může mít vážné důsledky.

Edge AI navíc přispívá k ochraně osobních údajů tím, že uchovává citlivé informace přímo v zařízení, čímž snižuje riziko narušení dat spojených s cloudovým zpracováním. Další možností je tzv. Hybridní přístup, kdy Edge AI zařízení provádějí počáteční zpracování dat před jejich přenosem do cloudu pro komplexnější analýzu. Tato metoda je čím dál více používána. Tato metoda totiž kombinuje silné stránky Edge AI a Cloud AI. To znamená efektivní využití zdrojů, lepší zabezpečení a lepší výkon celého systému.

Zajištění dlouhé životnosti a komplexní podpory: závazek iWave vůči zákazníkům

Jedním z klíčových závazků iWave je zajistit dlouhodobou dostupnost svých produktů. Program životnosti produktů zaručuje, že její SoM budou dostupné po delší dobu, často přesahující 10 let. To je zvláště důležité pro lékařská zařízení, letecký průmysl a průmyslovou automatizaci, kde jsou životní cykly produktů obvykle dlouhé a proto se klade důraz na dlouhodobou dostupnost komponent. Kromě dlouhé životnosti poskytuje iWave rozsáhlou technickou podporu během celého procesu vývoje.

Tato podpora zahrnuje služby ODM (Original Design Manufacturer), která na základě požadavků provede kompletní návrh základnové karty, provede tepelnou simulaci designu a celkový návrh na úrovni systému. To zákazníkům umožňuje soustředit se na své klíčové kompetence, zatímco iWave zpracovává komplexní aspekty návrhu a integrace hardware. iWave poskytuje komplexní vývojové sady pro SoM, které obsahují kompletní uživatelskou dokumentací, softwarové ovladače a balíčky podpory vývojové desky. To umožňuje rychle vyhodnotit a vytvořit prototyp daného návrhu. iWave tak pomáhá zkrátit dobu vývoje a uvádět jejich produkty na trh rychleji.

Závěr

iWave iW-RainboW-G58M SoM s Intel Agilex 5 FPGA obsahuje integrované funkce AI, je přímo navržena pro vysoký výkon, zpracování s nízkou latencí a vlastní logickou jednotkou s vestavěnými funkcemi pro podporu umělé inteligence a strojového učení. Díky tomu je dobrou volbou pro lékařské zařízení, robotiku a průmyslovou automatizace.

Článek vyšel v originále na webu DigiKey.com