Xilinx 以全球至高 AI 單位功耗性能擴(kuò)展邊緣計(jì)算領(lǐng)先地位

自適應(yīng)計(jì)算領(lǐng)先企業(yè)賽靈思公司近日宣布推出 VersalTM AI Edge 系列，其旨在支持從邊緣到終端的 AI 創(chuàng)新。Versal AI Edge 系列可提供較之 GPU^[1] 4 倍的 AI 單位功耗性能，以及較之上一代自適應(yīng) SoC 10 倍的計(jì)算密度，是面向下一代分布式智能系統(tǒng)的全球最具可擴(kuò)展性且靈活應(yīng)變的產(chǎn)品組合。

圖 賽靈思Versal AI Edge 系列

Versal AI Edge 自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)（ ACAP ）可為多種應(yīng)用提供智能功能，包括具備最高級(jí)別功能安全性的自動(dòng)駕駛、協(xié)作性機(jī)器人、預(yù)測性工廠以及醫(yī)療系統(tǒng)。該產(chǎn)品組合采用 AI 引擎-機(jī)器學(xué)習(xí)（ AIE-ML ）架構(gòu)，可提供較之以往 AI 引擎 4 倍的機(jī)器學(xué)習(xí)算力，同時(shí)還集成了全新加速器 RAM 與增強(qiáng)的存儲(chǔ)器層級(jí)，以應(yīng)對(duì)不斷演進(jìn)的 AI 算法。這些架構(gòu)創(chuàng)新隨之帶來的是相比 GPU 高達(dá) 4 倍的單位功耗性能和更低時(shí)延，進(jìn)而使得邊緣器件的功能更為強(qiáng)大。

AI 賦能的自動(dòng)化系統(tǒng)要求高計(jì)算密度，這樣才能從傳感器到 AI 再到實(shí)時(shí)控制進(jìn)行整體應(yīng)用加速。相比于Zynq? UltraScale+? MPSoC，Versal AI Edge 器件能夠提供 10 倍計(jì)算密度，從而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。此外，Versal AI Edge 器件還支持多種安全標(biāo)準(zhǔn)，包括工業(yè)（ IEC 61508 ）、航空電子（ DO-254/178 ）以及汽車（ ISO 26262 ），助力供應(yīng)商達(dá)到 ASIL C 隨機(jī)硬件完整性和 ASIL D 系統(tǒng)完整性等級(jí)。

賽靈思產(chǎn)品管理與營銷高級(jí)總監(jiān) Sumit Shah 表示：“為了應(yīng)對(duì)新的需求與場景，邊緣計(jì)算應(yīng)用需要一種架構(gòu)，能夠在嚴(yán)苛的散熱與時(shí)延限制下提供一系列靈活的計(jì)算處理。Versal AI Edge 系列為需要更高智能水平的各種應(yīng)用提供了這些關(guān)鍵特性。憑借這一點(diǎn)，在涵蓋從智能邊緣傳感器到 CPU 加速器等多種器件的 Versal 產(chǎn)品組合中，Versal AI Edge 系列得以成為其中至關(guān)重要的成員。”

VDC Research 物聯(lián)網(wǎng)及嵌入式技術(shù)高級(jí)分析師 Dan Mandell 表示：“邊緣端市場機(jī)遇正呈指數(shù)級(jí)增長。從 2021 年到 2025 年，用于這些獨(dú)特應(yīng)用的 AI 芯片組市場規(guī)模預(yù)計(jì)將增加一倍以上。賽靈思 Versal AI Edge 系列是專為 AI 任務(wù)所打造的設(shè)計(jì)，聚焦性能加速的同時(shí)還保持了可擴(kuò)展性和低功耗，是一款能夠應(yīng)對(duì)這些重要市場的引人矚目的解決方案?！?/p>

Versal AI Edge 系列采用業(yè)經(jīng)量產(chǎn)驗(yàn)證的 7nm Versal 架構(gòu)，并針對(duì)低時(shí)延 AI 計(jì)算進(jìn)行微型化處理，其功效水平低至 6 瓦且符合邊緣應(yīng)用中的安全與保密要求。作為一款搭載多樣化處理器的異構(gòu)平臺(tái)，Versal AI Edge 系列能夠令引擎匹配于算法，以標(biāo)量引擎支持嵌入式計(jì)算、以自適應(yīng)引擎支持傳感器融合和硬件靈活應(yīng)變、以智能引擎支持 AI 推斷，其可擴(kuò)展至高達(dá) 479（ INT4 ） TOPS^[2]，這一點(diǎn)是面向邊緣應(yīng)用的 ASSP 和 GPU 無法比擬的，同時(shí)還能支持視覺、雷達(dá)、激光雷達(dá)（ LiDAR ）以及軟件定義的無線電等高級(jí)信號(hào)處理工作負(fù)載。

圖 賽靈思Versal AI Edge 系列

連接模塊涵蓋：符合邊緣應(yīng)用所有必要協(xié)議的 LPDDR-4266、32Gb/s 收發(fā)器；40G 多速率以太網(wǎng)；配備 CCIX 的 PCIe? Gen4；原生支持最高 8 百萬像素以及更高分辨率視覺傳感器的 MIPI。這些連接模塊對(duì)于 L2 乃至更高級(jí)的 ADAS 至關(guān)重要。借助更加強(qiáng)大的 AI 引擎和含有加速器 RAM 的強(qiáng)化的存儲(chǔ)器層級(jí)，Versal AI Edge 系列是眾多市場中更廣泛應(yīng)用的理想選擇。

硬件和軟件開發(fā)者均可運(yùn)用 Versal AI Edge ACAP，它所提供的設(shè)計(jì)入門渠道適用于所有開發(fā)者，包括面向硬件開發(fā)者的 Vivado^? 設(shè)計(jì)工具、面向軟件開發(fā)者的 Vitis? 統(tǒng)一軟件平臺(tái)、面向數(shù)據(jù)科學(xué)家的 Vitis AI，以及面向平臺(tái)目標(biāo)應(yīng)用的特定領(lǐng)域開發(fā)系統(tǒng)、框架和加速庫。

Versal AI Edge 系列是 Versal ACAP 產(chǎn)品組合的最新成員。Versal ACAP 是完全軟件可編程的自適應(yīng) SoC，其性能與靈活性遠(yuǎn)超傳統(tǒng) CPU、GPU 和 FPGA。ACAP 可以在硬件和軟件層進(jìn)行修改，從而動(dòng)態(tài)適應(yīng)從邊緣到云的各種應(yīng)用和工作負(fù)載需求。Versal AI Core 和 Versal Prime 器件已全面投產(chǎn)。與此同時(shí)，Versal Premium  ACAP現(xiàn)已提供樣品。

供貨情況

Versal AI Edge 系列設(shè)計(jì)文檔和支持已對(duì)早期試樣用戶開放，預(yù)計(jì)于 2022 年上半年出貨，同時(shí)還將包括車規(guī)級(jí)器件路線圖。

[1] Jetson AGX Xavier, ResNet50 224x224, batch=1

[2] INT4 TOPS 性能不包括稀疏性，可將算力提升高達(dá) 2 倍