FPGA:t tekoälylle: Miksi tekoälysovellukset lisäävät FPGA:n kysyntää

Tekoälyn (AI) muuttaessa edelleen toimialoja tekoälyn FPGA kasvaa nopeasti. Näistä monipuolisista laitteistoratkaisuista on tulossa välttämättömiä kehittäjille ja yrityksille, jotka haluavat optimoida tekoälysovelluksiaan.

Tämä artikkeli tutkii, miksi tekoälyn on saamassa vetovoimaa, miten se verrataan muihin laitteistovaihtoehtoihin ja mitkä FPGA-tuotteet sopivat parhaiten tekoälytarpeihisi.

Mikä on FPGA ja miksi se on tärkeä tekoälylle?

FPGA (Field-Programmable Gate Array) on ohjelmoitava laitteisto, joka tarjoaa suuren joustavuuden, mikä tekee siitä ihanteellisen laskennallisesti vaativiin tehtäviin, kuten tekoälyn työkuormiin. Toisin kuin kiinteätoimintoiset laitteet, kuten GPU:t tai TPU:t, FPGA:t voidaan konfiguroida uudelleen vastaamaan tiettyjä tekoälysovellusvaatimuksia, mikä mahdollistaa paremman suorituskyvyn optimoinnin.

Tekoälymallit, erityisesti syväoppimismallit, ovat yhä monimutkaisempia, ja FPGA-laitteiden kyky käsitellä nopeaa tiedonkäsittelyä, rinnakkaisia ​​laskelmia ja matalan viiveen operaatioita tekee niistä ihanteellisen valinnan monille kehittäjille. Niiden uudelleenohjelmoitava luonne auttaa myös varmistamaan tekoälyjärjestelmien kestävyyden , koska ne voivat mukautua uusiin algoritmeihin tai arkkitehtuureihin ilman uutta laitteistoa.

Miksi tekoälysovellukset lisäävät FPGA:n kysyntää?

 

FPGA:n kysynnän kasvu tekoälyssä johtuu useista tekijöistä:

• • Räätälöinti: FPGA:t voidaan räätälöidä tekoälymallien erityisvaatimuksiin optimoimalla suorituskykyä tarvittaessa.

• • Matala latenssi: AI-sovellukset, kuten reaaliaikainen videonkäsittely, autonomiset ajoneuvot ja robotiikka, vaativat nopeita päätöksiä, ja FPGA:t tarjoavat erinomaisen suorituskyvyn alhaisella .

• • Tehotehokkuus: AI-työkuormat vaativat usein suurta laskentatehoa, ja FPGA:t tarjoavat tehokkaamman ratkaisun kuin perinteiset GPU:t tai TPU:t.

• • Edge computing: Tekoälyn kasvaessa reunalla, jossa tietojenkäsittely tapahtuu lähempänä lähdettä, FPGA:t tarjoavat joustavuutta ja prosessointitehoa, jota tarvitaan reaaliaikaisten päätelmien tekemiseen reunalaitteissa.

Nämä tekijät saavat yhä useammat yritykset ja kehittäjät ottamaan käyttöön FPGA:t tekoälylle, mikä lisää niiden kysyntää entisestään.

FPGA vs. MCU AI:lle: mikä valita?

Vaikka FPGA:t ovat saaneet merkittävää kiinnostusta tekoälysovelluksiin, MCU:t (Microcontroller Units) ovat edelleen ratkaisevassa roolissa tekoälyn kehityksessä, erityisesti vähätehoisissa sulautetuissa järjestelmissä. MCU:ita käytetään usein tekoälyn perustehtäviin, kuten anturitietojen käsittelyyn IoT-laitteissa .

FPGA:t kuitenkin erinomaiset rinnakkaiskäsittelyominaisuudet ja joustavuuden, mikä tekee niistä paremman valinnan intensiivisempään tekoälyyn.

Valinta FPGA:n ja MCU:n riippuu tekoälysovelluksesi erityisvaatimuksista. FPGA:t ovat paras valinta reaaliaikaisiin ja tehokkaisiin tekoälytehtäviin

Yksinkertaisiin, pienitehoisiin tekoälytoimintoihin MCU:t voivat riittää.

FPGA:iden tutkiminen: tekoälysovelluksista monipuolisiin teollisiin ratkaisuihin

FPGA:ita (Field-Programmable Gate Arrays) käytetään yhä enemmän monilla eri aloilla niiden joustavuuden ja korkean suorituskyvyn ansiosta.

Vaikka FPGA:illa on merkittävä rooli tekoälysovelluksissa, kuten koneoppimispäätelmissä ja reunalaskennassa, niiden monipuolisuus ulottuu paljon tekoälyä pidemmälle.

AI ja koneoppiminen

FPGA:t arvostetaan suuresti niiden kyvystä käsitellä vaativia tekoälyn työkuormia alhaisella latenssilla.
Ne sopivat ihanteellisesti tehtäviin, kuten reaaliaikaiseen tietojenkäsittelyyn, syväoppimisen päättelyyn ja reunalaskentaan, mikä tekee niistä avainkomponentin sellaisilla aloilla kuin autonomiset ajoneuvot, älylaitteet ja tekoälypohjaiset terveydenhuoltojärjestelmät.

Tietoliikenne

FPGA:t ovat tärkeitä tietoliikenteessä, erityisesti 5G-infrastruktuurissa, jossa niitä käytetään reaaliaikaiseen tiedonkäsittelyyn ja verkon mukauttamiseen, mikä auttaa hallitsemaan suuria kaistanleveysvaatimuksia.

Ilmailu ja puolustus

Koska FPGA:t pystyvät tarjoamaan räätälöityä, nopeaa käsittelyä, niitä käytetään ilmailussa ja puolustuksessa tutkajärjestelmissä, signaalinkäsittelyssä ja suojatussa viestinnässä.

Lääketieteelliset laitteet

Lääketieteellinen kuvantaminen, diagnostiikka ja reaaliaikainen potilaiden seuranta perustuvat FPGA:hin niiden nopeuden ja kyvyn vuoksi käsitellä suuria tietomääriä, mikä varmistaa tarkat ja oikea-aikaiset tulokset.

Autoteollisuus

Autoteollisuudessa FPGA:t käyttävät edistyneitä kuljettajan avustusjärjestelmiä (ADAS) käsittelemällä sensorisia tietoja reaaliajassa parantaakseen ajoneuvojen turvallisuutta ja automaatiota.

Teollisuusautomaatio

Robotiikasta teollisuusautomaatioon FPGA:t tukevat tehtäviä, kuten liikkeenohjausta ja tietokonenäköä, tarjoten reaaliaikaista suorituskykyä, jota tarvitaan pitkälle automatisoiduissa ympäristöissä.

Eniten myydyt ja kysytyt FPGA:t PCE:llä

Alla on luettelo tärkeimpien merkkien parhaista FPGA-vaihtoehdoista, jotka sopivat tekoälyyn ja laajempiin sovelluksiin televiestinnässä, ilmailussa ja muissa sovelluksissa.

AMD FPGA (Xilinx)

AMD:n Xilinx FPGA:t ovat tunnettuja roolistaan ​​tekoälysovelluksissa, mutta ne ovat myös monipuolisia ja soveltuvat eri teollisuudenaloille sulautetuista järjestelmistä datakeskuksiin. Suosituimpia Xilinx FPGA -perheitä ovat Spartan, Artix, Kintex ja Virtex.

• • Spartan: Aloitustason FPGA:t täydelliset edullisiin, vähän virtaa kuluttaviin sovelluksiin: XA7A35T -1CSG324I, XA6SLX9-3FTG256Q ,

• • Artix: Ihanteellinen keskitason, tehotehokkaisiin sovelluksiin, kuten tietokonenäköön ja tietoliikenteeseen: XCAU25P-2FFVB676E, XC7A15T-1FTG256C

• • Kintex: Yhdistää pienen tehon ja korkean suorituskyvyn sovelluksiin, jotka vaativat DSP:tä, datakeskusta ja verkkoa: XCKU035-1FBVA676I, XCKU3P-1FFVB676E

• • Virtex: Huippuluokan FPGA:t, jotka on suunniteltu vaativimpiin tehtäviin, mukaan lukien 5G-infrastruktuuri ja ilmailu: XCVC1802-1MSEVIVA1596, XCVE2302-2MSESFVA784,

Intel FPGA

Intelin FPGA:t, jotka tunnettiin aiemmin nimellä Altera, on suunniteltu tarjoamaan nopeaa prosessointia teollisuudenaloilla, jotka vaihtelevat tekoälystä tietoliikenteeseen ja muuhun. Intelin halutuimpia PCE FPGA -perheitä ovat Stratix, Arria® ja Cyclone® , jotka tunnetaan joustavuudestaan ​​ja suorituskyvystään useilla toimialoilla.

• • Intel Stratix: Tarjoaa suuren kaistanleveyden ja prosessointitehon edistyneeseen signaalinkäsittelyyn puolustuksessa ja tietoliikenteessä: 1SG040HH3F35I2LG, EP1S80F1508C6N

• • Intel Arria 10 GX : Ihanteellinen rinnakkaiskäsittelyyn, tämä FPGA on erittäin arvostettu tekoälyn päättelyssä, teollisuusautomaatiossa ja signaalinkäsittelyssä: 1SG040HH3F35I2LG, EP1S80F1508C6N

• • Cyclone® : Tarjoaa edullisia, pienitehoisia FPGA:ita sulautettuihin järjestelmiin, teollisuusohjaukseen ja autosovelluksiin: EP1C12F324I7N, EP3C25Q240C8N, 5CEBA4F17C8N, 5CGTFD9E5F31I7N

FPGA Lattice Semiconductor

Lattice Semiconductor on erikoistunut pienitehoisiin FPGA:hin, jotka sopivat erinomaisesti tekoälyyn ja laajempiin sovelluksiin, kuten älykotiin ja teollisuusautomaatioon. Niiden keskittyminen kehitysajan ja energiankulutuksen vähentämiseen mahdollistaa sen, että ne voivat palvella monenlaisia ​​toimialoja telekommunikaatiosta autoteollisuuteen.

• • MachXO: Sarja pienitehoisia FPGA-laitteita, jotka on suunniteltu kustannusherkkiin sovelluksiin, kuten rajapintojen siltaukseen ja ohjaukseen: LCMXO1200C-3TN100C, LCMXO1200C-3TN144I

• • MachXO2: Parannettu versio, jossa on parannettu joustavuutta ja suorituskykyä I/O-laajennus- ja ohjaustehtäviin: LCMX02-256HC-4TG100I, LCMXO2-1200HC-4TG100I, LCMXO2-2000HC-4BG256I, LCMXO2-2000HC-4BG256I, LCMXO2-4-2548HCMXO2-25

• • ECP5: Yhdistää korkean suorituskyvyn alhaiseen kulutukseen, täydellinen teollisuusautomaatioon ja videonkäsittelyyn: LFE2M20E-5FN256CAAF, LFE2M20E-5FN256C, LFE2M20SE-7FN256C, LFE3-35EA-8FN484C

• • XP: Erittäin pienitehoiset FPGA:t, jotka ovat ihanteellisia akkukäyttöisille laitteille, jotka vaativat tehokkuutta: LFXP2-17E-5FTN256I, LFXP2-30E-5FT256C, LFXP2-8E-5TN144C

FPGA Microchip Technologies

Microchip Technologyn FPGA:t ovat arvostettuja luotettavuudestaan ​​ja alhaisesta virrankulutuksestaan. Nämä FPGA:t löytävät sovelluksia sekä tekoäly- että ei-AI-sektoreilla, kuten autoteollisuudessa, televiestinnässä ja teollisuusautomaatiossa.

• • PolarFire: Nämä edistyneistä suojausominaisuuksistaan ​​tunnetut FPGA:t ovat ihanteellisia reaaliaikaiseen käsittelyyn sulautetuissa järjestelmissä: MPFS250TS-1FCSG536, MPFS460T-FCG1152IPP

• • SmartFusion: Yhdistää FPGA:n mikro-ohjaimeen, mikä tarjoaa joustavuutta auto-, teollisuus- ja lääketieteellisiin sovelluksiin: M2S090-FCSG325I, M2S010-1VF256, M2S050-FCSG325I, M2S005-VFG256I

• • ProASIC: Flash-pohjainen FPGA, jossa on järjestelmän ohjelmoitavuus, pieni teho ja korkea luotettavuus, ihanteellinen tietoliikenne- ja kulutuselektroniikkaan: AGLN250V2-VQG100I, AGLN125V2-VQG100I

• • IGLOO: Erittäin pienitehoiset FPGA:t, jotka on suunniteltu akkukäyttöisille laitteille, kuten kannettavalle elektroniikalle ja teollisuuslaitteille: M2GL010-TQG144, M2GL010T-VFG256I, M2GL025T-1FGG484I, M2GL060T-1FGG48094I, M21FG4894I, M21FG4894I

Yksityiskohtaisen yleiskatsauksen Lattice Semiconductorin FPGA-tuotelinjoista, mukaan lukien MachXO, MachXO2, ECP5 ja XP, napsauta tätä.

 

Löydä etsimäsi komponentit PCE:stä

 

PC Components Europe tarjoaa ylpeänä laajan valikoiman FPGA:ita huippumerkeiltä, ​​kuten AMD Xilinx, Intel, Lattice Semiconductors ja Microchip Technologies . Tuotteemme täyttävät PCE - laatulaboratoriomme tarkastamat laatuvaatimukset .

Lisätietoja tai pyyntöjä varten älä epäröi ottaa yhteyttä monikieliseen tiimiimme , joka on saatavilla italiaksi, ranskaksi, ruotsiksi, puolaksi, englanniksi, espanjaksi ja suomeksi . Autamme sinua löytämään täydellisen FPGA: n tekoälyprojektillesi !