人工知能 (AI) は組み込みコンピューティングを急速に再定義し、ロボット工学、産業オートメーション、医療機器などの分野で次世代ソリューションの中核となる推進力を提供しています。データ処理がますますエッジに移行するにつれて、効率的な AI パフォーマンス、低遅延、高度なカスタマイズを備えたプラットフォームがさまざまな業界分野で厳格な要件になっています。
IWave の iW-RainboW-G58M システム モジュール (図 1) は、アルテラの Agilex™ 5 SoC FPGA、飛躍的なエッジ AI 設計に基づいています。このコンパクトなモジュールは、AI 機能をファブリックに直接注入するアルテラ初の FPGA アーキテクチャを組み合わせており、AI 駆動の組み込みシステムの柔軟性、コンピューティング能力、効率性の独自の組み合わせを可能にします。
図 1: iWave iW-RainboW-G58M モジュラー システム。画像出典：iWave)
コンパクトな設計と強力な計算力
IW-RainboW-G58M SoM 全体寸法 60 mm x 70 mm、B32A カプセル化、Altera Agilex 対応 ™ SoC FPGA E シリーズ製品。一連のモジュールは 2 つのグループに分かれています。
グループ A: A5E06AA/052A/043A/028A/013A SoC FPGA
グループ B: A5E065B/052B/043B/028B/013B/008B SoC FPGA
Agilex™ シリーズ 5 モジュールは、非対称ヘテロジニアス処理システムを統合し、デュアル Arm Cortex-A76 コアとデュアル Cortex-A55 コアを搭載し、パフォーマンスとエネルギー効率の最適なバランスを実現します。 AI tensor ブロックと統合された強化された DSP ブロックはディープ ラーニングのワークロードを加速し、最大 28.1 Gbps PCIe ® X 8 の GTS トランシーバーと HDMI や DisplayPort などのディスプレイ インターフェイスは、複雑なマルチメディアおよび AI アプリケーションに高速接続を提供します。
AI ソフトウェア エコシステムと開発ツール
Agilex ™ プラットフォーム 5 と主要な AI フレームワーク (図 2) のシームレスな統合により、カスタム AI 推論ソリューションの開発が簡素化されます。このプラットフォームは、TennorFlow、Pyr、およびアルテラの FPGA AI Suite を備えた Open ™ ツールキットをサポートし、Quartus ® Prime 設計ソフトウェアは、FPGA 推論のための詳細な学習モデルを最適化します。
図 2: Agile™ プラットフォームと主要な AI フレームワークのシームレスな統合。画像出典：iWave)
アルテラ FPGA AI スイートを使用すると、ハードウェア エンジニアからデータ専門家まで、すべての開発者が、使い慣れたワークフローを使用して、最適化された AI パイプラインを効率的に構築および導入できます。このスイートは、FPGA 設計を高レベル AI フレームワークとうまく連携させ、決定的なパフォーマンスとハードウェア レベルのエネルギー効率を維持しながら、製品の市場投入までの時間を短縮します。
クラウド AI とエッジ AI: バランス
最新のアーキテクチャでは、AI 処理はクラウド処理とエッジ処理に分割されます (図 3)。クラウド AI は優れたスケーラビリティを提供しますが、遅延やプライバシー制限に直面することがよくあります。これに対し、エッジAIはローカルでリアルタイム処理を行うため、瞬時の意思決定、より強力なセキュリティ保護、ネットワーク接続がない場合でも継続的かつ安定した動作を実現します。
図 3: クラウド AI はスケーラブルですが、多くの場合、遅延とプライバシーの制限があります。エッジ AI はローカルでリアルタイム処理を実行し、瞬時の意思決定、セキュリティの強化、ネットワーク接続がない場合でも継続的な運用を実現します。画像出典：iWave)
ハイブリッド展開アーキテクチャでは、エッジ ノードがタイム クリティカルな分析タスクを処理し、データ センターが傾向分析や予測モデリングのために大規模なデータセットを要約して処理します。 iW-RainboW-G58M はこのハイブリッド モデル用に設計されており、エッジでの柔軟なコンピューティングとクラウド インフラストラクチャとのシームレスな統合を可能にします。