AMD 第二代 Versal 自适应 SoC 为嵌入式系统带来单芯片智能性
2024/4/16 12:45:14
近日,AMD公司推出第二代Versal™ 自适应SoC产品组合,包括全新第二代 Versal AI Edge 系列和第二代 Versal Prime 系列自适应 SoC,新产品将预处理、AI 推理与后处理集成于单器件中,能够为 AI 驱动型嵌入式系统提供端到端加速。
AMD自适应与嵌入式计算事业部 Versal产品营销总监Manuel Uhm先生表示:可以说AI在我们生活当中几乎无处不在,不仅是在边缘,它还出现在我们的日常生活当中。我们可以看到在市场上已经有医疗、交通、智能零售、智能工厂、智能城市,在使用这方面的应用。AMD已经有Versal™ 和Zynq™ 的产品能够支持这些应用,现在第二代Versal™ 系列产品能够把更多的算力支持到更多的应用,能够支持更高阶段的计算要求。
第二代Versal™ 系列产品为嵌入式系统带来单芯片智能性
Manuel介绍:由于嵌入式系统面临非常严格的操作限制,比如环境方面需要适应非常高的温度和热条件,有时候高达125摄氏度,电力供应也会受限,因为很多电力是来自于电池供电,另外尺寸规格要求也非常的严格,因为边缘很多都是非常小的器件,因此对于封装尺寸也有非常严格的要求。除此之外,还必须做到实时响应,另外还需要实现信息安全、功能安全和可靠性,必须要具备非常长的产品生命周期,无论是汽车还是车间的机器人,使用寿命都可能要达到10-15年的时间。这些挑战存在了已经有几十年的时间,但是现在随着AI的发展,尤其是AI变得无处不在,为高度受限的系统又带来更高要求的工作负载。
人工智能驱动的嵌入式系统从宏观系统来说,要进行数据预处理,然后供推断来使用,推断之后又必须进行后处理,这样才可以通过推断结果做出决策。所以,在实时AI驱动的嵌入式系统当中,这三类算力都必须能够加速,才能够真正实现全系统的实时。但是,没有一类处理器能够针对三个阶段进行优化,我们所需要的是一系列不同的处理器,才能对三个阶段进行优化。
现在大家有不同的方式来构建这样的系统,一般都会在推理这个阶段去使用非自适应的SoC,也就是用一些矢量的处理器。在后处理阶段是使用高性能的嵌入式CPU,一般还要在预处理阶段加上FPGA和SoC进行优化。无论采用哪种方法,似乎都要采用多芯片的解决方式,但是多芯片的解决方式含有一系列的问题。比如说更高的功率需求和供电复杂性,更高的占板面积和终端的系统尺寸,更高的外部内存需求,还有芯片间带来的时延增加等,这些都拉低了生产率。
AMD为嵌入式系统带来了单芯片智能性,这次推出了两个系列产品,一是第二代的Versal AI Edge系列,面向AI驱动型嵌入式系统;还有一个系列是第二代Versal Prime系列,面向经典嵌入式系统。
第二代Versal自适应的SoC,除了可以具备同样的AI引擎以外,还能够实现高达3倍的TOPS每瓦。而且这两个系列当中无论是使用什么样的类型,包括有AI的,还是没有AI的,都可以实现高达10倍的标量计算,采用全新高性能集成CPU,另外通过AMD可编程逻辑可以实现世界领先的自适应计算。
第二代Versal AI Edge系列
为了满足现实系统的复杂处理需求,AMD 第二代 Versal AI Edge 系列器件采用最优处理器组合,能为 AI 驱动型嵌入式系统的全部三个阶段进行加速:
l预处理:FPGA可编程逻辑架构用于实时处理,卓越的灵活性可连接各种传感器并实现高吞吐量、低时延数据处理工作流程;
lAI 推理:矢量处理器阵列构成下一代 AI 引擎,可实现高效 AI 推理;
l后处理:Arm CPU 内核为安全关键型应用提供了复杂决策与控制所需的后处理能力。
这种单芯片智能性消除了构建多芯片处理解决方案的需求,进而带来了更小、更高效的嵌入式 AI 系统,并为缩短上市时间提供了潜能。
第二代Versal Prime系列
AMD第二代Versal Prime系列将面向传感器处理的可编程逻辑与高性能嵌入式 Arm CPU 相结合,能够为传统的非AI嵌入式系统提供端到端加速。这些器件旨在提供较之初代至高10倍的标量算力,可以高效地执行传感器处理和复杂的标量工作负载。
凭借针对高吞吐量视频处理(包括至高 8K 的多通道工作流程)的全新硬IP,第二代Versal Prime器件非常适合超高清(UHD)视频流与录制、工业PC等应用。
广泛且可扩展的产品组合
第二代 Versal AI Edge 系列与第二代 Versal Prime 系列产品组合为 AI 驱动型系统提供了从边缘传感器到中央计算的可扩展性。其以一系列具备不断增加的 AI 和自适应算力的器件为特色,支持客户选择性能、功耗以及占板面积,以高效实现应用性能与安全目标。
AMD Vivado™ 设计套件工具及库有助于为嵌入式硬件系统开发人员提升生产力并简化设计周期,从而缩短编译时间与提升结果质量。对于嵌入式软件开发人员,AMD Vitis™ 统一软件平台支持在用户首选的抽象级别进行嵌入式软件、信号处理和 AI 设计开发,无需具备 FPGA 经验。
设计人员可以由现已推出的AMD第二代Versal AI Edge系列和第二代Versal Prime系列早期访问文档、以及第一代Versal评估套件与设计工具入手。AMD预计于2025年上半年提供第二代Versal系列芯片样片,随后于 2025 年年中提供评估套件及系统模块(SOM)样品,并预计于2025年末提供量产芯片。
Manuel最后强调:现在AI发展的形势快速变化。未来的模型很有可能是全新的模型,是现在根本没有想到的,或者刚刚发端的一些模型。在这样快速变化的行业如果要生存下来,就需要尽可能多地适应性、灵活性。因此现在开发的平台必须要有这种解决方案,未来可能需要增加更多的能力。总之,先要有这样一个非常灵活的有伸缩性的平台,所以为客户提供这样的平台是我们的策略。我们为客户提供从最低端到最高端的系列平台,我们有非常广泛的技术组合,未来我们也会不断的创新,使得我们的产品始终走在技术发展的尖端,有足够的适应性和灵活性,能够适应不断变化的市场,适应未来处理的需求,满足客户的需求。
(半导体芯科技报道)
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