Il potenziale di sviluppo dell'IA con il System-on-Module Agilex™ 5

L'intelligenza artificiale (IA) sta rivoluzionando diversi settori industriali, fornendo soluzioni trasformative che migliorano in modo significativo l'efficienza, la precisione e la capacità di prendere decisioni informate. In questo panorama, il concetto di Edge IA, ossia l'elaborazione di algoritmi di IA su dispositivi posti all'edge di una rete, è emerso come approccio rivoluzionario. Consente l'elaborazione dei dati in tempo reale, la riduzione della latenza, il miglioramento della privacy dei dati e l'autonomia del processo decisionale, particolarmente importante in settori come la sanità, la robotica e l'automazione industriale.

iWave, un'azienda all'avanguardia nell'ingegneria dei sistemi embedded, è in prima linea in questa rivoluzione, offrendo piattaforme embedded progettate per spingere i confini dell'IA all'edge. Queste piattaforme sono specificamente concepite per le applicazioni che richiedono un'elaborazione ad alte prestazioni e sofisticate capacità di IA/ML, come l'elaborazione multimediale, la robotica e il calcolo visivo.

Presentazione di iW-RainboW-G58M: la prossima generazione di FPGA con IA

In un significativo progresso per il mercato dei sistemi embedded, iWave è entusiasta di presentare il System-on-Module (SoM) iW-RainboW-G58M (Figura 1), alimentato dall'FPGA Agilex™ 5 di Intel. Si tratta del primo FPGA dotato di funzionalità IA integrate direttamente nel suo tessuto, segnando un cambiamento epocale nella tecnologia FPGA. iW-RainboW-G58M è stato meticolosamente progettato per applicazioni che richiedono alte prestazioni, elaborazione a bassa latenza e implementazione di logica personalizzata con supporto IA/ML incorporato, il che lo rende una scelta ideale per settori come l'imaging medico, la robotica e l'automazione industriale.

Figura 1: Il SoM iW-RainboW-G58M di iWave, alimentato dall'FPGA Intel Agilex 5, è il primo FPGA con funzionalità IA direttamente integrate. (Immagine per gentile concessione di iWave)

Il SoM iW-RainboW-G58M è compatto, misura solo 60 x 70 mm, ma è ricco di funzioni potenti. Supporta la famiglia di FPGA e SoC Intel Agilex™ 5 della serie E nel contenitore B32A, disponibile in due varianti distinte di dispositivi per soddisfare una vasta gamma di esigenze applicative:

• Gruppo A: FPGA SoC A5E 065A/052A/043A/028A/013A - Queste varianti offrono prestazioni più elevate e sono adatte ad applicazioni che richiedono capacità di elaborazione più complesse.
• Gruppo B: FPGA SoC A5E 065B/052B/043B/028B/013B/008B - Queste varianti sono soluzioni economiche per compiti meno impegnativi, garantendo flessibilità nella progettazione e nell'implementazione.

La combinazione di queste opzioni consente agli sviluppatori di selezionare la variante FPGA più appropriata per la loro specifica applicazione, bilanciando prestazioni, consumi e costi.

Sfruttare appieno il potenziale degli FPGA Agilex™ 5 di Intel per l'Edge IA

Gli FPGA e i SoC Agilex™ 5 di Intel rappresentano un importante balzo in avanti nella tecnologia FPGA, soprattutto nel contesto delle applicazioni IA e ML in ambito edge. La serie Agilex™ 5 si basa sulla tradizione Intel di FPGA ottimizzati per l'intelligenza artificiale, introducendo il primo blocco tensore IA del settore in un FPGA di fascia media. Questo blocco è stato progettato specificamente per accelerare i carichi di lavoro IA, rendendo questi FPGA perfetti per le applicazioni di IA in cui l'elaborazione in tempo reale e il processo decisionale sono fondamentali.

Una caratteristica fondamentale dell'FPGA Agilex™ 5 è il suo sistema di processori applicativi asimmetrici, che comprende due core ARM Cortex-A76 e due core Cortex-A55. Questa configurazione consente all'FPGA di fornire una potenza di elaborazione eccezionale ottimizzando al contempo l'efficienza energetica, un fattore cruciale negli ambienti di edge computing dove il consumo energetico deve essere ridotto al minimo senza compromettere le prestazioni.

L'FPGA Agilex™ 5 include anche funzionalità avanzate di elaborazione di segnali digitali (DSP), integrate con un blocco tensore IA. Questa combinazione consente all'FPGA di gestire con maggiore efficienza e precisione compiti complessi di IA come l'inferenza dell'apprendimento profondo, l'elaborazione delle immagini e l'analisi predittiva. Inoltre, le avanzate caratteristiche di connettività dell'FPGA, tra cui i transceiver GTS ad alta velocità che supportano velocità di trasferimento dati fino a 28,1 Gbps, PCI Express* (PCIe*) 4.0 × 8 e le uscite per DisplayPort e HDMI, ne fanno una soluzione versatile per un'ampia gamma di applicazioni.

Ecosistema software IA/ML completo: accelerare lo sviluppo

Il SoM iW-RainboW-G58M è completato da un ecosistema software che accelera in modo significativo lo sviluppo di IA e ML. L'elemento centrale di questo ecosistema è il supporto di framework di IA come TensorFlow e PyTorch, che garantisce agli sviluppatori la possibilità di sfruttare queste piattaforme familiari per creare modelli di IA sofisticati senza curve di apprendimento ripide.

Un componente fondamentale di questo ecosistema è il toolkit OpenVINO. Questo toolkit open-source è stato progettato per ottimizzare i modelli di apprendimento profondo per l'inferenza su una varietà di architetture hardware, tra cui CPU, GPU e FPGA. Utilizzando il toolkit OpenVINO, gli sviluppatori possono garantire che i loro modelli di IA non solo siano ottimizzati per le prestazioni, ma siano anche altamente portatili su diverse piattaforme hardware, consentendo una maggiore flessibilità nella distribuzione.

Inoltre, l'FPGA AI Suite di Intel svolge un ruolo fondamentale nel semplificare il processo di sviluppo. Questa suite è stata progettata all'insegna della facilità d'uso, consentendo ai progettisti di FPGA, agli ingegneri di ML e agli sviluppatori di software di creare piattaforme di IA ottimizzate per le architetture FPGA. Grazie all'integrazione con strumenti standard del settore come TensorFlow, PyTorch e il toolkit OpenVINO, FPGA AI Suite di Intel consente agli sviluppatori di accelerare lo sviluppo mantenendo un elevato grado di affidabilità e prestazioni nelle loro soluzioni di IA.

La suite si integra perfettamente con il software di progettazione Quartus Prime FPGA di Intel, un potente strumento che supporta la progettazione, l'analisi e l'ottimizzazione di sistemi basati su FPGA. Questa integrazione garantisce agli sviluppatori l'accesso a un flusso di lavoro robusto e collaudato, riducendo il time-to-market e migliorando l'affidabilità complessiva delle loro applicazioni di IA.

Cloud IA o Edge IA: un'analisi comparativa

Con la continua evoluzione dell'IA, la distinzione tra Cloud IA ed Edge IA si fa sempre più importante. Il Cloud IA, che si basa sulle vaste risorse computazionali dei data center remoti, offre un'elevata scalabilità e la capacità di elaborare grandi volumi di dati. Tuttavia, questo approccio spesso comporta una maggiore latenza e potenziali problemi di sicurezza dovuti alla necessità di trasmettere i dati su Internet.

Per contro, l'Edge IA offre vantaggi significativi in scenari in cui sono fondamentali l'elaborazione in tempo reale, la bassa latenza e una maggiore privacy dei dati. Elaborando i dati localmente sul dispositivo, l'Edge IA elimina la necessità di una comunicazione costante con il cloud, riducendo la latenza e migliorando la reattività dei sistemi di IA. Ciò è particolarmente importante in applicazioni come i veicoli autonomi, l'automazione industriale e la sanità, dove i ritardi nel processo decisionale possono avere gravi conseguenze.

Inoltre, l'Edge IA contribuisce alla privacy dei dati mantenendo le informazioni sensibili sul dispositivo locale, riducendo il rischio di violazione dei dati associato all'elaborazione basata su cloud. L'approccio ibrido, in cui i dispositivi edge eseguono l'elaborazione iniziale dei dati prima di trasmetterli al cloud per analisi più complesse, si sta diffondendo sempre più. Questo metodo combina i punti di forza dell'Edge IA e del Cloud IA per un utilizzo efficiente delle risorse, una maggiore sicurezza e migliori prestazioni del sistema.

Longevità e assistenza completa: l'impegno di iWave nei confronti dei clienti

Uno degli impegni principali di iWave è quello di garantire la disponibilità a lungo termine dei suoi prodotti. Il programma di longevità dei prodotti dell'azienda garantisce che i suoi System-on-Module (SoM) siano disponibili per lunghi periodi, spesso superiori a 10 anni. Ciò è particolarmente importante per settori come i dispositivi medici, l'aerospaziale e l'automazione industriale, dove i cicli di vita dei prodotti sono generalmente lunghi e la disponibilità costante dei componenti è fondamentale.

Oltre alla longevità, iWave fornisce assistenza tecnica a tutto tondo durante l'intero processo di sviluppo del prodotto. Questo supporto include servizi ODM (produttore di progetti originali), come la progettazione di schede di supporto, la simulazione termica e la progettazione a livello di sistema, consentendo ai clienti di concentrarsi sulle loro competenze principali mentre iWave gestisce gli aspetti complessi della progettazione e dell'integrazione hardware.

L'impegno di iWave per il successo dei clienti è ulteriormente dimostrato dalla fornitura di kit di valutazione completi per i suoi SoM. Questi kit sono corredati dalla documentazione completa per l'utente, da driver software e da un pacchetto di supporto per la scheda, che consente ai clienti di valutare e prototipare rapidamente i loro progetti. Offrendo queste risorse, iWave aiuta i clienti a ridurre i tempi di sviluppo e a portare più velocemente i loro prodotti sul mercato.

Conclusione

Il SoM iW-RainboW-G58M di iWave, con l'FPGA Agilex 5 di Intel dotato di funzionalità IA integrate, è stato accuratamente progettato per l'elaborazione ad alte prestazioni e a bassa latenza e per l'implementazione di logica personalizzata con applicazioni di supporto IA/ML integrate. Questo lo rende una buona scelta per settori come l'imaging medico, la robotica e l'automazione industriale.