FPGA開啟下一個AI應用創新時代

圖一 : AMD第2代Versal AI Edge和Versal Prime自行調適SoC

【作者： 王岫晨】

邊緣運算主要包含以下四個部分，低延遲、AI算力、低功耗以及安全和保密，這四者是邊緣自主非常重要的組成部分，也是邊緣區別於工業和IoT的一個主要特點，也就是用運算資源來支持邊緣的自主，使它能夠獨立於雲端。

這些邊緣的應用非常重要，藉由微型化，可以加強AI算力，能夠支持對功耗和熱都有非常高要求的應用，主要的應用案例包括了智慧視覺、無人機、協作機器人ADAS與自動駕駛，另外還有醫學成像，包括內窺鏡和超聲波等。

另外，現今越來越多的應用都開始得到了AI的支援，而且有很多形式的AI可能都是之前沒有想到的，比如說無人機的導航和目標追蹤，機器人和工人在工廠進行協作，還有半自動到全自動的駕駛，AI在醫學的應用，包括參與醫學的診斷和分析，可以說現在AI的應用隨處可見，而今天一般人普遍關注的仍偏重在汽車和工業領域等應用。

賽靈思（Xilinx）在邊緣AI應用發展方面推出了Versal AI Edge系列產品。賽靈思於2018年首次引入Versal ACAP（自適應運算加速平臺），並先後推出了Versal Core和Prime系列，主要應用於雲端和網路領域。隨後推出的Versal Premium則針對高階的雲端和網路應用。

這一技術路線表明，先發展強大的雲端和網路基礎設施是至關重要的，這樣才能將這些異構架構技術帶到邊緣。如今，賽靈思利用這些異構架構推出了新一代的Versal AI Edge系列產品，這是一種微型化的ACAP，專門設計用於邊緣運算環境。

在邊緣應用中，單位功耗性能尤爲重要。這是因爲邊緣設備通常受到嚴格的熱和功耗限制，但同時還需要實現高性能。Versal AI Edge系列產品在這方面進行了優化，能夠在功耗受限的情況下提供更好的效能。目前，AMD推出第2代Versal AI Edge系列和第2代Versal Prime系列自行調適SoC，其將預先處理、AI推論與後處理整合在單一元件中，能夠爲AI驅動型嵌入式系統提供端對端加速。

第2代Versal系列產品組合具備強大的AI引擎，相較第1代Versal AI Edge系列元件提供至高3倍的每瓦TOPS效能提升，同時整合Arm CPU預計可提供相較第1代Versal AI Edge和Versal Prime系列元件至高10倍的標量算力提升。

AMD資深副總裁暨自行調適與嵌入式運算事業羣總經理Salil Raje表示，對AI嵌入式應用的需求正以爆炸式成長，並帶動可在嵌入式系統的功耗和佔板面積限制內實現最高效端對端加速的單晶片解決方案需求。這些新一代Versal元件將多個運算引擎整合在單一架構上，提供高運算效率與效能以及從低端到高端的可擴展性。

第2代Versal系列元件平衡效能、功耗、佔板面積以及先進的功能安全與資訊安全，其提供的新功能與特色爲汽車、航太與國防、工業、視覺、醫療、廣播與專業影音市場設計高效能邊緣最佳化型產品。

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