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边缘计算时代,ADI这款低功耗微控制器有什么区别?
2023-06-08 00:20:00
一般来说,边缘AI是相对云端AI换句话说,它允许设备在本地进行AI在实现数据处理之前,计算和决策不一定需要连接到互联网。
相比于云端AI,边缘AI它具有实时性好、带宽资源要求低、隐私性好等诸多特点。因此,在许多场景中,边缘AI比云端AI更能解决实际问题。
边缘AI适用于时间敏感度高的场景
例如,自动驾驶汽车突然发现前方道路上有一个孩子。为了避免灾难,汽车必须在几毫秒内做出反应。如果数据上传到云端,将会有很大的延迟,因此边缘AI这个问题可以解决。
另一个例子是森林火灾监测、公路、铁路或大坝滑坡监测。这些地方通常很偏远,通常没有良好的通信网络,但快速决策和预警非常关键,因此必须快速确定边缘端。
对于应用时间非常敏感的场景,传统的云监控可能需要向云发送一组图片,这对网络流量有很高的要求。通过监控端的独立智能识别,只有在情况发生时发送短信,才能快速实现安全警告,避免更严重的灾害损失。
和云端AI相同,边缘AI也具备AI共性特征。AI技术是一种强大的ADS826E模式识别技术,需要大量的矩阵操作,需要大量的存储空间和系统功耗。AI在设备本地执行AI,电池通常需要供电,因此需要平衡系统功耗、计算速度和设备成本。
然而,低功耗微控制器执行AI运算需要调用大量资源,速度低,只能简单计算;FPGA,GPU虽然一些大型处理器计算速度快,但成本高,功耗高;低成本微控制器/微处理器在功耗特性方面性能较差,计算速度和计算复杂度也一般。
ADI低功耗微控制器,带有神经网络加速器
新一代的解决方案需要更多的超低功耗特性。ADI推出的带有神经网络加速器的MAX78000低功耗微控制器,可以在功耗、速度、成本三方面达成最优平衡。
具体来看,MAX78000集成了两个MCU系统控制的核心,Arm Cortex-M4处理器和32位RISC-V其中,处理器Arm Cortex-M4F处理器以100MHz客户可以编写任何系统管理代码。RISC-V处理器的功能是以低功耗快速加载数据到神经网络加速器,用户可以使用任何微控制器内核将数据输入到卷积神经网络引擎中。
MAX78000具有432KB与低功耗微控制器上运行的软件解决方案相比,在配置和加载数据后,MAX78000运行AI推理速度快100倍,功耗不到1%。
ADI公司高级业务经理李勇此前介绍,低功耗是许多边缘智能应用场景的关键要求,MAX78000除了基于CNN加速器和双核处理器体系结构还提供高效的内部电源管理,集成单电感输出(SIMO)开关模式电源,最大限度地延长物联网设备的电池供电范围。
据ADI应用工程师辛毅介绍,MAX最独特的功能是78000CNN加速器是一种特殊的硬件,旨在最大限度地积神经网络的运行能耗和等待时间。CNN加速器具有432KB权重存储最多支持350万个权重网络,产品架构灵活性高,允许TensorFlow,PyTorch常规工具集训练,转换后MAX78000上运行。
MAX78000的另一个特征是MCU的介入少,CNN在运行过程中,加速器几乎不受任何影响MCU内核的干扰,从而大大简化了操作,提高了效率,提高了延迟。
由于设计优越,芯片的功耗大大降低,使得芯片能够在电池供电的设备中执行复杂的功耗AI同时,应用程序不会造成延迟和成本上升。
低功耗运行MCU与上面的软件解决方案相比,MAX78000执行AI速度快100倍,成本只有100倍FPGA方案或者是GPU零头MCU+DSP的方案,MAX78000功耗不足1%。MAX78000在功耗、速度、成本三方面达成最优的平衡。
MAX78000目前已广泛应用于森林防火监测、地质灾害监测和智能家居等领域。李勇说,许多类似但不涉及公共安全的应用也需要实现本地快速智能决策。例如,一些用户希望在骑自行车时戴上相机,随时随地实现语音控制和开发产品,类似于助听器的语音控制、风力发电设备的预测维护等。
这种基于超低功耗硬件计算能力、高集成度、小尺寸和低成本的边缘智能解决方案的推出,为越来越多的应用领域提供了真正可行的智能授权解决方案。
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