加速發(fā)展網(wǎng)絡邊緣人工智能

AI正在快速發(fā)展，其動力不僅來源于持續(xù)的技術進步，還來自各個行業(yè)的需求和要求。隨著大型語言模型（LLM）和生成式AI的激增，行業(yè)正在努力解決這些基于云的AI應用處理大數(shù)據(jù)以及訓練和部署高級AI模型所需的密集計算能力。如今AI被應用于各種客戶端設備中，包括PC和智能手機，以及汽車和工業(yè)設備（如機器人和醫(yī)療設備）的網(wǎng)絡邊緣應用中，這些設備在網(wǎng)絡邊緣較小的語言模型上運行。

萊迪思團隊最近與TECHnalysis Research總裁兼首席分析師Bob O'Donnell舉辦了一場小組討論，探討了網(wǎng)絡邊緣AI時代的到來，以及基于FPGA的解決方案在加速各行業(yè)網(wǎng)絡邊緣AI普及方面的作用。你可以點擊此處觀看精彩的討論，內(nèi)容涵蓋AI趨勢、現(xiàn)實世界的網(wǎng)絡邊緣AI應用，以及萊迪思與NVIDIA在邊緣AI方面的合作信息。繼續(xù)閱讀本文探索FPGA在推動網(wǎng)絡邊緣AI創(chuàng)新方面的重要作用。

網(wǎng)絡邊緣AI如何推動創(chuàng)新

雖然基于云的AI提供了更強大的計算能力和存儲容量，但它需要極強的處理能力、能耗、網(wǎng)絡帶寬要求更高，并導致延遲增加。通過將處理任務分擔到本地設備，網(wǎng)絡邊緣AI減輕了集中式服務器的負擔并降低了運營成本。通過優(yōu)化資源利用率和最大限度地減少數(shù)據(jù)傳輸可以提高能效。網(wǎng)絡邊緣AI還能確保數(shù)據(jù)的本地化，減少傳輸或存儲過程中的風險暴露，從而更好地控制數(shù)據(jù)，實現(xiàn)隱私和數(shù)據(jù)保護。

網(wǎng)絡邊緣AI在工業(yè)市場變革方面發(fā)揮著關鍵作用，在智能工廠和機器人等自動化功能至關重要的物聯(lián)網(wǎng)應用中，邊緣AI 是實現(xiàn)實時預測和數(shù)據(jù)處理的關鍵推動因素。例如，在制造工廠中，自動化機器必須每次都能夠以相同的精度和速度執(zhí)行任務。這些應用和環(huán)境要求實時網(wǎng)絡連接和精準定時功能，便于大量傳感器和其他外設能夠快速交換和處理數(shù)據(jù)，以全面了解其所在環(huán)境。

然而，盡管網(wǎng)絡邊緣AI的需求及其潛力巨大，但有效實施仍然充滿挑戰(zhàn)。資源限制、能效和可擴展性等難題都可能阻礙人們利用網(wǎng)絡邊緣AI的優(yōu)勢來取得重大的業(yè)務成果。為了解決這些障礙，組織越來越多地利用FPGA技術，因為這些器件具備優(yōu)秀的靈活性、低功耗、并行處理功能和安全性。

FPGA在網(wǎng)絡邊緣AI中的作用

隨著網(wǎng)絡邊緣AI的需求和優(yōu)勢不斷增長，開發(fā)人員和組織正在尋求AI模型運用到他們的應用中——同時考慮到速度、靈活性和效率。FPGA具有低功耗傳感器融合處理和橋接功能，是完成這項任務的理想選擇。

萊迪思FPGA對于實現(xiàn)可擴展的網(wǎng)絡邊緣AI應用至關重要，因為它們具備以下特性：

• 適應性：FPGA可以配置執(zhí)行特定的AI任務，進一步幫助開發(fā)人員根據(jù)其獨特需求定制應用。通過確保網(wǎng)絡邊緣AI應用最大的效能優(yōu)化，提高其性能可靠性。
• 可擴展性：相比于功能固定的處理器，F(xiàn)PGA擁有無可比擬的靈活性，可以在部署后進行修改和更新，確保網(wǎng)絡邊緣AI設備即使在需求發(fā)生變化時也能保持相關性和有效性。
• 互連：FPGA的可定制I/O接口支持在各種環(huán)境中連接到各種邊緣AI應用（例如，攝像頭、激光雷達、雷達、環(huán)境傳感器）。這有助于降低利用多個不同傳感器和SoC的復雜性，實現(xiàn)更高性能、自適應接口以及橋接和傳感器融合處理。
• 低延遲/高性能：FPGA顯著減少了傳感器數(shù)據(jù)采集和處理之間的延遲，從而實現(xiàn)更快的響應和更高的系統(tǒng)性能。通過在FPGA上執(zhí)行預處理任務和數(shù)據(jù)聚合，網(wǎng)絡邊緣AI設備的計算引擎可以專注于更復雜的任務，提高整體系統(tǒng)效率，同時簡化主SoC工作負載，降低主處理器的功耗和復雜性。

不斷增長的邊緣 AI 實施行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

隨著組織越來越多地使用系統(tǒng)級方法執(zhí)行處理，萊迪思也與NVIDIA建立合作，幫助客戶加速網(wǎng)絡邊緣AI的實施。去年，我們宣布建立了合作伙伴關系，并推出了一款全新的集成解決方案，將萊迪思的低功耗FPGA與NVIDIA Jetson Orin和IGX Orin平臺結(jié)合在一款開源參考板上。它旨在滿足開發(fā)人員在設計高性能網(wǎng)絡邊緣AI應用時對可定制性、可擴展性、連接性和低延遲的需求。

該解決方案幫助開發(fā)人員快速設計從傳感器到計算的互連橋接應用，同時簡化和加速部署需要不同傳感器輸入接口和協(xié)議的智能網(wǎng)絡邊緣系統(tǒng)。

這個基于FPGA的傳感器橋接參考設計是在萊迪思CertusPro?-NX傳感器-以太網(wǎng)橋接板上實現(xiàn)的，它支持低延遲、靈活的傳感器配置和接口，以及以太網(wǎng)打包器。該設計可與英偉達Holoscan傳感器橋接軟件無縫結(jié)合，提供易于編程的系統(tǒng)控制、隨時可用的可配置FPGA IP，以及利用英偉達IGX Orin和Orin AGX Holoscan進行數(shù)據(jù)采集和處理的全棧解決方案。該方案可用于實際場景，助力要求并行處理和精確定時的高效傳感器融合，以及需要態(tài)勢感知和對象檢測功能的激光雷達和雷達技術。

使用FPGA實現(xiàn)低功耗AI

萊迪思FPGA技術的集成對于推進網(wǎng)絡邊緣低功耗AI至關重要。隨著AI的不斷發(fā)展，對高效、可擴展和適應性強的解決方案的需求變得越來越重要。FPGA提供低功耗、并行處理能力和靈活性，這一獨特的功能組合使其成為網(wǎng)絡邊緣AI應用的理想選擇。

各行各業(yè)都可以通過萊迪思FPGA克服資源限制、能效和可擴展性方面的挑戰(zhàn)。這些可編程器件支持實時數(shù)據(jù)處理和預測，這對于工業(yè)設備、醫(yī)療設備、汽車和機器人領域的應用至關重要。FPGA的適應性可以幫助用戶量身定制AI解決方案，以滿足各種環(huán)境的特定需求，確保最佳性能和可靠性。

隨著萊迪思的持續(xù)發(fā)展，F(xiàn)PGA在提供低功耗AI方面的作用將繼續(xù)擴大，為開發(fā)人員提供充分利用網(wǎng)絡邊緣AI潛力所需的工具。

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