Urządzenia Edge AI, czyli inteligentne urządzenia końcowe korzystające ze sztucznej inteligencji, powodują duże zmiany w obszarze technologii. Przetwarzanie danych wykonywane blisko ich źródła poprawiają czas reakcji systemu, zwiększają bezpieczeństwo i ochronę danych, ułatwiają też skalowalność, Ponadto umożliwiają tworzenie systemów przetwarzania rozproszonego i zmniejszają koszty rozwiązania.
W ostatnich latach nastąpiło wyraźne przesunięcie przetwarzania danych z tradycyjnego modelu ogromnych centrów obliczeniowych w chmurze do małych, lokalnych centrów danych, a nawet urządzeń końcowych. Doprowadziło to do pojawienia się i rozwoju technologii sztucznej inteligencji w małych lokalnych sensorach. Zwłaszcza rozprzestrzenienie się urządzeń brzegowych z algorytmami AI sprowokowało rozwój tej technologii w różnego typu aplikacjach, takich jak smart home, gdzie podstawowa część obliczeń może być realizowana na miejscu, w systemie domowym, a dopiero bardziej zaawansowane funkcje, jak asystent cyfrowy, są przetwarzane w chmurze.
Obecnie wiele przedsiębiorstw wdraża funkcje AI w produkowanych przez siebie urządzeniach końcowych. Daje to oszczędności energii, niskie opóźnienia i zwiększenie mocy obliczeniowej w systemach czasu rzeczywistego. Zapewniają też korzyści w zakresie bezpieczeństwa i ochrony danych, co pozwala również skuteczniej przestrzegać obowiązujących przepisów.
Są to powody, dla którego rynek Edge AI nabiera coraz większego rozmachu. Według Fortune Business Insights szacuje się, że ta branża wzrośnie z 15,6 miliardów dolarów w 2022 r. do 107,47 miliardów w 2029 r., przy skumulowanym rocznym wskaźniku wzrostu (CAGR) wynoszącym 31,7%.
Przemysł i procesy produkcyjne
Sektor przemysłowy postrzega sztuczną inteligencję i uczenie maszynowe jako technologie kluczowe dla ich perspektyw biznesowych. Ankieta przeprowadzona wiosną 2023 r. przez firmę Arm wykazała, że przetwarzanie brzegowe i uczenie maszynowe należą do pięciu technologii, które będą miały największy wpływ na rzeczywistość w nadchodzących latach. Prawie 70% respondentów uważało, też że technologie IoT są im absolutnie niezbędne, aby konkurować na swoich rynkach.
Modernizacja przemysłu i rozwój inteligentnych procesów pro produkcji spowodowała zmiany w automatyce, robotyce i przemysłowym IoT (IIoT). Sektor produkcji przechodzi transformację cyfrową polegającą na wprowadzeniu w halach produkcyjnych tzw. cyberfizycznych systemów produkcyjnych (CPPS) (np. robotów przemysłowych, urządzeń automatyki). Systemy te składają się z części fizycznej i cyfrowej. Gromadzą i analizują dane dotyczące procesów produkcyjnych. Dzięki analizie danych algorytmy AI są w stanie wydedukować pewne informacje na temat optymalizacji tych procesów. Co więcej, mogą od razu wykorzystać te dane do szybkiej ich zmiany, co bezpośrednio przekłada się na jakośc automatyzacji procesu, a także całości procesu produkcyjnego.
Tym niemniej jednak zaprojektowanie systemu czasu rzeczywistego jest prawie niemożliwa jeśli wszystkie dane przesyłamy do chmury i tam je przetwarzamy. Opóźnienia są po prostu zbyt duże. Te ograniczenia można ominąć sięgając po przetwarzanie w systemach lokalnych. Ze względu na fizycznie mniejszą odległość od procesów produkcyjnych pozwalają osiągnąć niższe opóźnienia i dużo krótszy czas reakcji.
Multimedialne układy SoC marki SYNAPTICS
Procesory multimedialne firmy SYNAPTICS są często wykorzystywane w aplikacjach smart home. Zaletami chipów firmy są: niski pobór mocy, imponujące możliwości multimedialne, a także bezproblemową integrację z systemami inteligentnego domu nowej generacji.
| DVF120 | VS640 | VS680 | |
| CPU | 4x Cortex-A55, 1,9 GHz, 20K+ DMIPS | 4x Cortex-A55, 1,9 GHz, 20K+ DMIPS, 2x HiFi4 AudioDSP | 4x Cortex-A73, 2,1 GHz, 40K+ DMIPS |
| GPU | Imagination BXE-2-32, 2PPC, Open GL ES 3.2/Vulkan 1.2/OpenCL3.0 Android NN, Manhattan 3.0 9,6 fps | Imagination GE9608, 2PPC, Open GL ES 3.2/Vulkan 1.0, Manhattan 3.0 9,2 fps | Imagination GE9920, 8PPC, Open GL ES 3.2/Vulkan 1.0, Manhattan 3.0 20 fps |
| Bezpieczeństwo | Ochrona firewall, Pamięć anti-fuse OTP, Trust zone, TRNG, AES, DES, 3DES, SH1/SHA2/ | Dedykowany SPU, Bezpieczne uruchamianie, DRMs, CAS | Dedykowany SPU, Bezpieczne uruchamianie, DRMs, CAS |
| ML / AI | 30 GFLOPS operacji FP32bit na GPU | 1 TOPS wraz ze specjalną optymalizacją | 1 TOPS wraz ze specjalną optymalizacją |
| Pamięć | 32-bitowa pamięć DDR4/DDR3/DDR3L do 2133 MHz | 32-bitowa pamięć LPDDR4/x, DDR4 do 3733 MHz | 32/64-bitowa pamięć LPDDR4/x, do 3733 MHz |
| Dekodery | Programowy | 4Kp75 AV1/HEVC/H.264/VP9/VP8 | 4Kp120 AV1/HEVC/H.264/VP9/VP8 |
| Enkodery | Opcjonalny na ISP poprzez USB | 1080p30, H.264 | 1080p120, H.264, VP8 |
| Ekran | MIPI-DSI, 24-bit RGB | HDMI 2.1, MIPI-DSI, HDR10+, HDR10, HLG, Dolby | HDMI 2.1 (z eARC), MIPI-DSI, HDR10+, HDR10, HLG, Dolby |
| Kamera | Tylko USB | Tylko USB | 2XMIPI-CSI / ISP |
| Wyjście wideo | Brak | Brak | 8XTS, HDMI 2.1 |
| Audio | We: 4xPDM, 5xI2S (TDM 10ch), Wy: 5xI2S (TDM 10ch) | We: 2xPDM, 8xI2S, Wy: 8xI2S, SPDIF | We: 2xPDM, 8xI2S, SPDIF Wy: 8xI2S, SPDIF |
| Interfejsy | USB 2.0/3.0, Gigabit Ethernet MAC | PCIe Gen 2 1-lane, USB 2.0/3.0, SDIO, 10/100 PHY | PCIe Gen 2 1-lane, USB 2.0/3.0, SDIO, RGMII |
| Obudowa | 12 nm, FCBGA 13×13 mm | 12 nm, FCBGA 13×13 mm | 12 nm, FCBGA 17×17 mm |
Układ SoC VideoSmart™ VS680 jest przeznaczony do systemów przetwarzania na końcu sieci, który składa się z procesora, układu NPU do obsługi sieci neuronowych i procesora graficznego. Przykładowe zastosowania platformy to m.in. inteligentne wyświetlacze, kamery, dekodery i urządzenia do streamingu. SYNAPTICS VS680 zawiera silnik wideo Qdeo 4K, procesor audio umożliwiający wykrywanie słów kluczowych z dużej odległości i rozpoznawanie głosu, a także opatentowany akcelerator deep learningu (DLA) SyNap. Oferuje również wydajny procesor graficzny Imagination PowerVR Series9. Kolejną nowością jest procesor ISP z możliwością obróbki HDR, który obsługuje dwie kamery 4K.
Poprzednie układy z serii VideoSmart były przeznaczone głownie na rynek dekoderów multimedialnych, natomiast najnowszy VS680 radzi sobie w szerszej gamie aplikacji, zwłaszcza w dziedzinie smart home. Świetnie komponuje się z inteligentnymi wyświetlaczami, które umożliwiają prowadzenie wideorozmów. Procesor audio może także sterować inteligentnym głośnikiem lub soundbarem, a w połączeniu z DLA obsługuje również funkcje interfejsu głosowego, a także cyfrowego asystenta opartego na chmurze. DLA współpracuje z podwójnym procesorem ISP, co pozwala obsłużyć algorytmy sieci neuronowych przetwarzające wideo z kamer przednich i tylnych. Umożliwia to m.in. identyfikację twarzy, rozpoznawanie obiektów i wideomonitoring. Silnik graficzny Qdeo może obsługiwać dwa wyświetlacze – jednocześnie umożliwiać pracę panelu dotykowego 1080p w dekoderze i przesyłanie sygnału do telewizora 4K. Jednostka obsługująca przetwarzanie neuronowe osiąga 6,75 TOPS dla operacji na danych 8-bitowych. Dla porównania, w tej dokładności VS640 może pracować z prędkością tylko 1 TOPS. Inną istotną różnicą jest rdzeń Cortex-A73 w miejsce Cortexa-A55.
VS680 jest obsługiwany przez zestaw narzędzi SyNAP, który umożliwia klientom optymalizację modeli ML/AI w celu pełnego wykorzystania ich możliwości. Jest w stanie pracować z modelami wideo, wizyjnymi i dźwiękowymi.
Zastosowanie w inteligentnych wyświetlaczach
Inteligentne ekrany stały się interesującą nową opcją dla komputerów konsumenckich, przemysłowych i biznesowych. Zyskały na popularności podczas pandemii Covid-19, kiedy ludzie zaczęli pracować z domu. Łącząc funkcje AI, komunikację bezprzewodową, wykrywanie dotyku, dźwięku i wizji oraz szerokie możliwości przetwarzania danych, inteligentne ekrany są w stanie zapewnić bardzo duże możliwości i wygodną obsługę, co czyni je ciekawą opcją dla szerokiego zakresu aplikacji.
Układy SoC Synaptics VideoSmart są dostępne w ofercie Codico
Aby uzyskać więcej informacji prosimy o kontakt:
Paweł Pajda
Sales Engineer Active Components – Polska
CODICO Polska
Tel. +48 12 4171083 wewn. 21
Mob. +48 602 533 063
