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【IC设计】持续赋能边缘计算,赛灵思推出自适应SOC Versal AI Edge

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如今,半导体厂商也正在越来越多将自身的资源和能力聚焦到边缘计算领域。

日前,自适应计算领先企业赛灵思公司召开线上发布会宣布推出Versal AI Edge系列产品,其旨在支持从边缘到终端的AI创新。这是一款自适应SoC,主要应用在汽车、工业和医疗等领域中使用。

根据赛灵思Versal AI Edge系列高级产品线经理Rehan Tahir在会上的介绍,Versal AI Edge系列可提供较之GPU 4倍的AI单位功耗性能,以及较之上一代自适应SoC 10倍的计算密度,是面向下一代分布式智能系统的全球最具可扩展性且灵活应变的产品组合。

据悉,Versal Edge AI已经向客户提供了资料,计划在2021下半年为客户提供工具,并在2022年上半年提供早期试样和量产芯片。

将Versal ACAP 带到边缘

边缘计算技术的生态系统正在加速形成。不断发展的边缘应用需求层出不穷,例如计算机视觉、自然语言处理、电信无线接入网络和自动驾驶等等领域都在掀起新一轮边缘计算应用浪潮。

虽然目前只有10%的数据是在数据中心之外生成的,但有报告显示,到2025年,70%以上的数据将来自核心数据中心或云之外。这些数据需要由具有强大计算、存储和网络功能的边缘系统在本地就近处理,以便以非常低的延迟以近乎实时的方式生成分析报告和商业见解。

不过,边缘计算在发展的过程中遇到了一些挑战,或者可以理解为发展过程中体现出来的特征。Rehan Tahir认为,这些特征主要表现为四个部分——低时延、AI算力、低功耗以及安全和保密,这四者是边缘计算实现自主非常重要的组成部分,也是边缘区别于工业和IoT的一个主要特点,也就是用资源来支持边缘的自主,使它能够独立于云端。

鉴于此,赛灵思近年来一直在从上面几个部分突破边缘计算领域的桎梏。其最新推出的Versal AI Edge系列产品就上述能力聚合的体现。

事实上,赛灵思Versal AI Edge脱胎于其在2018年引入的Versal ACAP,当时就推出的了Versal Core和Prime系列,用于云端和网络;随后又推出了Versal Premium,用于高端的云和网络;然后再将这个架构带到了边缘。

据Rehan Tahir介绍,现在赛灵思用这些异构的架构推出新一代的Versal AI Edge系列产品,其实是一种微型的ACAP,能够在边缘工作,实现最优化的单位功耗性能。

Versal AI Edge的优势:单位功耗,计算密度和可扩展性

此次,赛灵思针对边缘市场推出的Versal AI Edge自适应计算加速平台(ACAP)可为多种应用提供智能功能,包括具备最高级别功能安全性的自动驾驶、协作性机器人、预测性工厂以及医疗系统。

Versal AI Edge系列采用业经量产验证的7nm Versal架构,并针对低时延AI计算进行微型化处理,其功效水平低至6瓦且符合边缘应用中的安全与保密要求。

Rehan Tahi表示,Versal AI Edge采用了AI引擎阵列,与英伟达的Jetson AGX Xavier GPU相比,具有4倍AI单位功耗性能的优势。

这主要是因为赛灵思采用了专为机器学习优化的AI引擎。可提供较之以往AI引擎4倍的机器学习算力,同时还集成了全新加速器RAM与增强的存储器层级,以应对不断演进的AI算法。这些架构创新随之带来的是相比GPU高达4倍的单位功耗性能和更低时延,进而使得边缘器件的功能更为强大。

Rehan Tahir提到,Versal AI Edge与英伟达Jetson AGX Xavier同为最优配置的情况下,Versal AI Edge的单位功耗性能是Jetson AGX Xavier的4.4倍。而在其他配置下,Versal AI Edge也占有功耗性能优势。

在具体应用中,相比于Zynq UltraScale+MPSoC,Versal AI Edge器件能够提供10倍计算密度。从而让Versal AI Edge器件能从传感器到AI再到实时控制进行整体应用加速。此外,Versal AI Edge还支持多种安全标准,包括工业(IEC 61508)、航空电子(DO-254/178)以及汽车(ISO 26262),助力供应商达到ASIL C随机硬件完整性和ASIL D系统完整性等级。

据Rehan Tahir分享,Versal AI Edge可用于ADAS与自动驾驶的各个方面。Versal AI Edge系列能够令引擎匹配于算法,以标量引擎进行嵌入式计算、人机交互等;自适应引擎则支持汽车的各类传感器融合;智能AI、DSP引擎则可以进行AI推断、处理雷达/激光雷达等高级信号等。

Rehan Tahir强调,Versal AI Edge是全球最灵活且可扩展的边缘平台。而且Versal AI Edge也是唯一一个支持从0-100+TOPS算力区间的边缘AI芯片。其他的平台都在部分算力区间上存在空白,需要多个芯片联动才能支持全算力区间。Versal AI Edge单一平台就可以满足客户的各类需求,可以使部署更加灵活,并在功耗和成本上更具优势。

由于当前AI芯片迭代迅速,赛灵思也为Versal AI Edge提供OAT软硬件更新。Rehan Tahir表示:“这进一步提升了产品寿命。”

结语

边缘端市场机遇正呈指数级增长。数据显示,从2021年到2025年,用于这些独特应用的AI芯片组市场规模预计将增加一倍以上。

赛灵思Versal AI Edge系列是专为AI任务所打造的设计,聚焦性能加速的同时还保持了可扩展性和低功耗,是一款能够应对这些重要市场的引人瞩目的解决方案。