Potentiel de développement de l'IA avec le système sur module Agilex™ 5

L'intelligence artificielle (IA) révolutionne de nombreux secteurs en fournissant des solutions transformatrices qui améliorent considérablement l'efficacité, la précision et la capacité à prendre des décisions éclairées. Dans ce contexte, le concept d'Edge AI — traitement des algorithmes d'IA sur des dispositifs situés en périphérie d'un réseau — émerge comme une approche qui change la donne. Il permet le traitement des données en temps réel, la réduction de la latence, l'amélioration de la confidentialité des données et l'autonomie dans la prise de décision, ce qui est particulièrement important dans des domaines tels que les soins de santé, la robotique et l'automatisation industrielle.

iWave, pionnier dans le développement de systèmes embarqués, est à l'avant-garde de cette révolution, proposant des plateformes embarquées destinées à repousser les limites de l'IA en périphérie. Ces plateformes sont spécifiquement conçues pour les applications exigeant un calcul à haute performance et des capacités IA/ML sophistiquées, telles que le traitement multimédia, la robotique et la vision par ordinateur.

Présentation de l'iW-RainboW-G58M : la nouvelle génération de FPGA intégrant l'IA

Avec le système sur module (SoM) iW-RainboW-G58M (Figure 1), basé sur le FPGA Intel Agilex™ 5, iWave présente une avancée majeure pour le marché des systèmes embarqués. Il s'agit du premier FPGA doté de fonctions d'intelligence artificielle directement intégrées dans sa structure, marquant le début d'une nouvelle ère dans la technologie FPGA. L'iW-RainboW-G58M a été soigneusement conçu pour les applications exigeant un traitement hautes performances à faible latence et une implémentation logique personnalisée avec prise en charge AI/ML intégrée, et il constitue un choix idéal pour les secteurs tels que l'imagerie médicale, la robotique et l'automatisation industrielle.

Figure 1 : SoM iW-RainboW-G58M d'iWave, basé sur le FPGA Intel Agilex 5, qui est le premier FPGA à proposer des capacités d'IA directement intégrées. (Source de l'image : iWave)

Le SoM iW-RainboW-G58M est compact, avec des dimensions de seulement 60 mm x 70 mm, mais il est doté de puissantes fonctionnalités. Il prend en charge la famille de FPGA et SoC Intel Agilex™ 5 série E dans un boîtier B32A, disponible en deux variantes de dispositifs distinctes pour répondre à un éventail de besoins applicatifs :

• Groupe A : FPGA SoC A5E 065A/052A/043A/028A/013A – Ces variantes offrent des performances supérieures et conviennent aux applications exigeant des capacités de traitement plus complexes.
• Groupe B : FPGA SoC A5E 065B/052B/043B/028B/013B/008B – Ces variantes offrent des solutions rentables pour les tâches moins exigeantes, garantissant une flexibilité de conception et d'implémentation.

La combinaison de ces options permet aux développeurs de sélectionner la variante FPGA la mieux adaptée à leur application spécifique, en équilibrant les performances, la consommation d'énergie et les coûts.

Exploiter le plein potentiel des FPGA Intel Agilex™ 5 pour l'Edge AI

Les FPGA et SoC Agilex™ 5 d'Intel représentent une avancée significative dans la technologie FPGA, en particulier dans le contexte des applications d'IA et d'apprentissage automatique en périphérie. La série Agilex™ 5 s'appuie sur l'héritage d'Intel en matière de FPGA optimisés pour l'IA, en introduisant le premier bloc AI Tensor du secteur dans un FPGA de milieu de gamme. Ce bloc est spécifiquement conçu pour accélérer les charges de travail de l'IA, ce qui fait de ces FPGA une solution parfaite pour les applications Edge AI où le traitement et la prise de décision en temps réel sont essentiels.

L'une des principales caractéristiques du FPGA Agilex™ 5 est son système de processeur d'application asymétrique, qui comprend deux cœurs Arm Cortex-A76 et deux cœurs Cortex-A55. Cette configuration permet au FPGA de fournir une puissance de traitement exceptionnelle tout en optimisant le rendement énergétique, un facteur crucial dans les environnements d'edge computing où la consommation d'énergie doit être minimisée sans compromettre les performances.

Le FPGA Agilex™ 5 inclut également des capacités de traitement des signaux numériques (DSP) améliorées, intégrées à un bloc AI Tensor. Cette combinaison permet au FPGA de gérer des tâches d'IA complexes telles que l'inférence d'apprentissage profond, le traitement d'images et l'analyse prédictive avec une efficacité et une précision accrues. De plus, les fonctionnalités de connectivité avancées du FPGA, notamment les émetteurs-récepteurs GTS haute vitesse prenant en charge des débits de données jusqu'à 28,1 Gbps, PCI Express* (PCIe*) 4.0 × 8 et les sorties pour DisplayPort et HDMI, en font une solution polyvalente pour une large gamme d'applications.

Écosystème logiciel IA/ML complet : accélérer le développement

Le SoM iW-RainboW-G58M est soutenu par un écosystème logiciel complet qui accélère considérablement le développement de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique. Au cœur de cet écosystème se trouve la prise en charge de frameworks d'IA populaires tels que TensorFlow et PyTorch, garantissant que les développeurs peuvent exploiter ces plateformes familières pour créer des modèles d'IA sophistiqués sans courbes d'apprentissage abruptes.

Un élément essentiel de cet écosystème est le kit d'outils OpenVINO. Ce kit d'outils open-source est conçu pour optimiser les modèles d'apprentissage profond pour l'inférence sur une variété d'architectures matérielles, y compris les CPU, les GPU et les FPGA. En utilisant le kit d'outils OpenVINO, les développeurs peuvent s'assurer que leurs modèles d'IA sont non seulement optimisés pour les performances, mais sont également hautement portables sur différentes plateformes matérielles, permettant une plus grande flexibilité dans le déploiement.

De plus, la suite Intel FPGA AI joue un rôle essentiel dans la simplification du processus de développement. Cette suite est conçue dans un souci de simplicité d'utilisation, permettant aux concepteurs FPGA, aux ingénieurs ML et aux développeurs logiciels de créer des plateformes IA optimisées pour les architectures FPGA. En s'intégrant à des outils standard de l'industrie tels que TensorFlow, PyTorch et le kit d'outils OpenVINO, la suite Intel FPGA AI permet aux développeurs d'accélérer le processus de développement tout en maintenant un degré élevé de fiabilité et de performances dans leurs solutions d'IA.

La suite s'intègre également de manière transparente au logiciel de conception FPGA Intel Quartus Prime, un outil puissant qui prend en charge la conception, l'analyse et l'optimisation des systèmes basés sur FPGA. Cette intégration garantit que les équipes de développement ont accès à un flux de travail robuste et éprouvé, ce qui réduit les délais de mise sur le marché et améliore la fiabilité globale de leurs applications d'IA.

Cloud AI et Edge AI : une analyse comparative

À mesure que l'IA continue d'évoluer, la distinction entre Cloud AI et Edge AI devient de plus en plus importante. Le Cloud AI, qui s'appuie sur les vastes ressources de calcul des data centers à distance, offre une grande évolutivité et la capacité à traiter de grands volumes de données. Cependant, cette approche s'accompagne souvent d'une latence plus élevée et de problèmes de sécurité potentiels car les données doivent être transmises via Internet.

Par ailleurs, l'Edge AI offre des avantages significatifs dans les scénarios où le traitement en temps réel, la faible latence et la confidentialité améliorée des données sont essentiels. En traitant les données localement sur le dispositif, l'Edge AI élimine le besoin de communication constante avec le cloud, réduisant ainsi la latence et améliorant la réactivité des systèmes IA. Cela est particulièrement important dans les applications telles que les véhicules autonomes, l'automatisation industrielle et les soins de santé, où les retards dans la prise de décision peuvent avoir de graves conséquences.

De plus, l'Edge AI contribue à la confidentialité des données en conservant les informations sensibles sur le dispositif local, réduisant ainsi le risque de violation de données associé au traitement basé sur le cloud. L'approche hybride, dans laquelle les périphériques effectuent un traitement initial des données avant de les transmettre au cloud pour une analyse plus complexe, devient de plus en plus populaire. Cette méthode combine les forces de l'Edge AI et du Cloud AI, permettant une utilisation efficace des ressources, une sécurité renforcée et des performances système améliorées.

Durabilité et support complet : l'engagement d'iWave envers ses clients

L'un des engagements clés d'iWave est de garantir la disponibilité à long terme de ses produits. Le programme de longévité des produits de l'entreprise garantit que ses systèmes sur modules (SoM) sont disponibles pendant des périodes étendues, souvent supérieures à 10 ans. Cela est particulièrement important pour les secteurs tels que les dispositifs médicaux, l'aérospatiale et l'automatisation industrielle, où les cycles de vie des produits sont typiquement longs et et où une disponibilité constante des composants est cruciale.

Outre la longévité, iWave fournit un support technique étendu tout au long du processus de développement des produits. Ce support inclut des services ODM (fabricant de concepts d'origine), tels que la conception de cartes porteuses, la simulation thermique et la conception au niveau système, permettant aux clients de se concentrer sur leurs compétences clés tandis qu'iWave gère les aspects complexes de la conception et de l'intégration du matériel.

L'engagement d'iWave envers la réussite de ses clients est également démontré par la mise à disposition de kits d'évaluation complets pour ses SoM. Ces kits sont fournis avec une documentation utilisateur complète, des pilotes logiciels et un BSP (Board Support Package), permettant aux clients d'évaluer et de prototyper rapidement leurs conceptions. En offrant ces ressources, iWave aide ses clients à réduire les délais de développement et à commercialiser leurs produits plus rapidement.

Résumé

Le SoM iW-RainboW-G58M d'iWave, avec le FPGA Intel Agilex 5 doté de capacités d'IA intégrées, a été conçu avec soin pour un traitement hautes performances à faible latence et une implémentation logique personnalisée avec des applications de prise en charge IA/ML embarquées. Il constitue un choix idéal pour les secteurs tels que l'imagerie médicale, la robotique et l'automatisation industrielle.