Ponieważ sztuczna inteligencja (AI) w dalszym ciągu zmienia branże, zapotrzebowanie na układy FPGA AI szybko rośnie. Te wszechstronne rozwiązania sprzętowe stają się niezbędne dla programistów i firm chcących zoptymalizować swoje aplikacje AI.
W tym artykule dowiesz się, dlaczego FPGA w sztucznej inteligencji zyskuje na popularności, jak wypada w porównaniu z innymi opcjami sprzętowymi i które produkty FPGA najlepiej odpowiadają Twoim potrzebom w zakresie sztucznej inteligencji.
Co to jest FPGA i dlaczego jest ważne dla sztucznej inteligencji?
Układ FPGA (Field-Programmable Gate Array) to programowalne urządzenie sprzętowe, które oferuje dużą elastyczność, dzięki czemu idealnie nadaje się do zadań wymagających dużej mocy obliczeniowej, takich jak obciążenia AI. W przeciwieństwie do urządzeń o stałych funkcjach, takich jak procesory graficzne lub TPU, układy FPGA można rekonfigurować w celu spełnienia określonych wymagań aplikacji AI, co pozwala na większą optymalizację wydajności.
Modele sztucznej inteligencji, zwłaszcza modele głębokiego uczenia się, są coraz bardziej złożone, a zdolność układów FPGA do obsługi szybkiego przetwarzania danych, obliczeń równoległych i operacji o niskim opóźnieniu sprawia, że są one idealnym wyborem dla wielu programistów. Ich reprogramowalny charakter pomaga również zapewnić trwałość systemów AI , ponieważ mogą one dostosowywać się do nowych algorytmów lub architektur bez konieczności stosowania nowego sprzętu.
Dlaczego aplikacje AI zwiększają zapotrzebowanie na układy FPGA?
Wzrost zapotrzebowania na układy FPGA w sztucznej inteligencji wynika z różnych czynników:
-
- Personalizacja: Układy FPGA można dostosować do specyficznych wymagań modeli sztucznej inteligencji, optymalizując w razie potrzeby wydajność.
-
- Małe opóźnienia: aplikacje AI, takie jak przetwarzanie wideo w czasie rzeczywistym, pojazdy autonomiczne i robotyka, wymagają szybkich decyzji, a układy FPGA przodują w zapewnianiu wydajności o małych opóźnieniach .
-
- Energooszczędność: obciążenia AI często wymagają dużej mocy obliczeniowej, a układy FPGA oferują bardziej energooszczędne rozwiązanie niż tradycyjne procesory graficzne lub TPU.
-
- Przetwarzanie brzegowe: w miarę rozwoju sztucznej inteligencji na brzegach, gdzie przetwarzanie danych odbywa się bliżej źródła, układy FPGA zapewniają elastyczność i moc obliczeniową niezbędną do wnioskowania w czasie rzeczywistym na urządzeniach brzegowych.
Czynniki te skłaniają coraz więcej firm i programistów do stosowania układów FPGA dla sztucznej inteligencji, co jeszcze bardziej zwiększa popyt na nie.
FPGA vs. MCU dla AI: który wybrać?
Chociaż układy FPGA cieszą się dużym zainteresowaniem w zastosowaniach sztucznej inteligencji, MCU (jednostki mikrokontrolera) nadal odgrywają kluczową rolę w rozwoju sztucznej inteligencji, zwłaszcza w przypadku systemów wbudowanych o niskim poborze mocy. Mikrokontrolery są często używane do podstawowych zadań AI, takich jak przetwarzanie danych z czujników w urządzeniach IoT .
Jednak układy FPGA oferują doskonałe możliwości przetwarzania równoległego i elastyczność, co czyni je lepszym wyborem w przypadku bardziej intensywnych obciążeń AI.
Wybór pomiędzy FPGA a MCU zależy od konkretnych wymagań aplikacji AI. W przypadku zadań związanych ze sztuczną inteligencją o wysokiej wydajności w czasie rzeczywistym najlepszym wyborem są układy FPGA
W przypadku prostych funkcji AI o niskim poborze mocy wystarczą mikrokontrolery
Odkrywanie układów FPGA: od zastosowań AI po wszechstronne rozwiązania przemysłowe
Układy FPGA (Field-Programmable Gate Arrays) są coraz częściej stosowane w wielu gałęziach przemysłu ze względu na ich elastyczność i wysoką wydajność.
Chociaż układy FPGA odgrywają znaczącą rolę w zastosowaniach sztucznej inteligencji, takich jak wnioskowanie w uczeniu maszynowym i przetwarzanie brzegowe, ich wszechstronność wykracza daleko poza sztuczną inteligencję.
Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe
Układy FPGA są wysoko cenione za zdolność do obsługi wymagających obciążeń AI przy niskim opóźnieniu.
Idealnie nadają się do zadań takich jak przetwarzanie danych w czasie rzeczywistym, wnioskowanie w zakresie głębokiego uczenia się i przetwarzanie brzegowe, co czyni je kluczowym elementem w branżach takich jak pojazdy autonomiczne, urządzenia inteligentne i systemy opieki zdrowotnej oparte na sztucznej inteligencji.
Telekomunikacja
Układy FPGA mają kluczowe znaczenie w telekomunikacji, szczególnie w infrastrukturze 5G, gdzie wykorzystuje się je do przetwarzania danych w czasie rzeczywistym i adaptacji sieci, pomagając w zarządzaniu wymaganiami dotyczącymi dużej przepustowości.
Lotnictwa i Obrony
Ze względu na zdolność do zapewniania niestandardowego, szybkiego przetwarzania, układy FPGA są stosowane w lotnictwie i obronie w systemach radarowych, przetwarzaniu sygnałów i bezpiecznej komunikacji.
Urządzenia medyczne
Obrazowanie medyczne, diagnostyka i monitorowanie pacjenta w czasie rzeczywistym opierają się na układach FPGA ze względu na ich szybkość i zdolność do przetwarzania dużych ilości danych, zapewniając dokładne i aktualne wyniki.
Automobilowy
W przemyśle motoryzacyjnym układy FPGA zasilają zaawansowane systemy wspomagania kierowcy (ADAS), przetwarzając dane sensoryczne w czasie rzeczywistym w celu poprawy bezpieczeństwa i automatyzacji pojazdów.
Automatyka przemysłowa
Od robotyki po automatykę przemysłową, układy FPGA obsługują zadania takie jak sterowanie ruchem i wizja komputerowa, zapewniając wydajność w czasie rzeczywistym wymaganą w wysoce zautomatyzowanych środowiskach.
Najczęściej sprzedawane i poszukiwane układy FPGA na PCE
Poniżej znajduje się lista najlepszych opcji FPGA głównych marek, odpowiednich dla sztucznej inteligencji i szerszych zastosowań w telekomunikacji, przemyśle lotniczym i nie tylko.
AMD FPGA (Xilinx)
Układy FPGA Xilinx firmy AMD są dobrze znane ze swojej roli w zastosowaniach sztucznej inteligencji, ale są również wszechstronne i odpowiednie dla różnych branż, od systemów wbudowanych po centra danych. Najpopularniejsze rodziny układów FPGA Xilinx to Spartan, Artix, Kintex i Virtex.
-
- Spartan: układy FPGA, idealne do tanich zastosowań o niskim poborze mocy: XA7A35T -1CSG324I, XA6SLX9-3FTG256Q ,
-
- Artix: Idealny do energooszczędnych zastosowań średniej klasy, takich jak wizja komputerowa i komunikacja: XCAU25P-2FFVB676E, XC7A15T-1FTG256C
-
- Kintex: łączy w sobie niską moc i wysoką wydajność do zastosowań wymagających DSP, centrum danych i sieci: XCKU035-1FBVA676I, XCKU3P-1FFVB676E
-
- Virtex: Wysokiej klasy układy FPGA przeznaczone do najbardziej wymagających zadań, w tym infrastruktury 5G i lotnictwa: XCVC1802-1MSEVIVA1596, XCVE2302-2MSESFVA784,
IntelFPGA
Układy Intel FPGA, wcześniej znane jako Altera, zostały zaprojektowane w celu zapewnienia szybkiego przetwarzania w branżach od sztucznej inteligencji po telekomunikację i nie tylko. Najbardziej poszukiwane rodziny procesorów PCE FPGA firmy Intel obejmują Stratix, Arria® i Cyclone® , znane ze swojej elastyczności i wydajności w wielu branżach.
-
- Intel Stratix: Oferuje dużą przepustowość i moc obliczeniową do zaawansowanego przetwarzania sygnałów w obronności i telekomunikacji: 1SG040HH3F35I2LG, EP1S80F1508C6N
-
- Intel Arria 10 GX : Idealny do przetwarzania równoległego, ten FPGA jest popularny w wnioskowaniu AI, automatyzacji przemysłowej i przetwarzaniu sygnałów: 1SG040HH3F35I2LG, EP1S80F1508C6N
-
- Cyclone® : oferuje niedrogie układy FPGA o małej mocy do systemów wbudowanych, sterowania przemysłowego i zastosowań motoryzacyjnych: EP1C12F324I7N, EP3C25Q240C8N, 5CEBA4F17C8N, 5CGTFD9E5F31I7N
Półprzewodnik siatkowy FPGA
Firma Lattice Semiconductor specjalizuje się w układach FPGA o małej mocy, które doskonale nadają się do stosowania sztucznej inteligencji na krawędziach i w szerszych zastosowaniach, takich jak inteligentne domy i automatyka przemysłowa. Koncentracja na skróceniu czasu opracowywania i zużyciu energii pozwala im obsługiwać szeroki zakres branż, od telekomunikacji po motoryzację.
-
- MachXO: Seria układów FPGA małej mocy przeznaczonych do zastosowań wrażliwych na koszty, takich jak mostkowanie interfejsów i sterowanie: LCMXO1200C-3TN100C, LCMXO1200C-3TN144I
-
- MachXO2: Ulepszona wersja o zwiększonej elastyczności i wydajności do zadań rozbudowy we/wy i sterowania: LCMX02-256HC-4TG100I, LCMXO2-1200HC-4TG100I, LCMXO2-2000HC-4BG256I, LCMXO2-256HC-4SG48C
-
- ECP5: łączy wysoką wydajność z niskim zużyciem energii, idealny do automatyki przemysłowej i przetwarzania wideo: LFE2M20E-5FN256CAAF, LFE2M20E-5FN256C, LFE2M20SE-7FN256C, LFE3-35EA-8FN484C
-
- XP: Układy FPGA o bardzo małej mocy, idealne do urządzeń zasilanych bateryjnie wymagających wydajności energetycznej: LFXP2-17E-5FTN256I, LFXP2-30E-5FT256C, LFXP2-8E-5TN144C
Technologie mikrochipów FPGA
Układy FPGA firmy Microchip Technology są cenione za niezawodność i niskie zużycie energii. Te układy FPGA znajdują zastosowanie zarówno w sektorach sztucznej inteligencji, jak i innych niż sztuczna inteligencja, takich jak motoryzacja, telekomunikacja i automatyka przemysłowa.
-
- PolarFire: znane z zaawansowanych funkcji bezpieczeństwa, te układy FPGA idealnie nadają się do przetwarzania w czasie rzeczywistym w systemach wbudowanych: MPFS250TS-1FCSG536, MPFS460T-FCG1152IPP
-
- SmartFusion: łączy układ FPGA z mikrokontrolerem, zapewniając elastyczność w zastosowaniach motoryzacyjnych, przemysłowych i medycznych: M2S090-FCSG325I, M2S010-1VF256, M2S050-FCSG325I, M2S005-VFG256I
-
- ProASIC: Układ FPGA oparty na technologii Flash z programowalnością w systemie, oferujący niski pobór mocy i wysoką niezawodność, idealny do telekomunikacji i elektroniki użytkowej: AGLN250V2-VQG100I, AGLN125V2-VQG100I
-
- IGLOO: Układy FPGA o ultraniskim poborze mocy przeznaczone do urządzeń zasilanych bateryjnie, takich jak przenośna elektronika i sprzęt przemysłowy: M2GL010-TQG144, M2GL010T-VFG256I, M2GL025T-1FGG484I, M2GL060T-1FGG484I, M2GL090T-1FGG484I
Znajdź komponenty, których szukasz na PCE
W PC Components Europe z dumą oferujemy szeroką gamę układów FPGA najlepszych marek, takich jak AMD Xilinx, Intel, Lattice Semiconductors i Microchip Technologies . Nasze produkty spełniają najwyższe standardy jakości , potwierdzone przez nasze Laboratorium Jakości PCE .
W celu uzyskania dalszych informacji lub próśb prosimy o kontakt z naszym wielojęzycznym zespołem , dostępnym w języku włoskim, francuskim, szwedzkim, polskim, angielskim, hiszpańskim i fińskim . Jesteśmy tutaj, aby pomóc Ci znaleźć układ FPGA dla Twojego projektu AI !
