FPGA pro AI: Proč aplikace AI zvyšují poptávku po FPGA

Vzhledem k tomu, že umělá inteligence (AI) nadále transformuje průmyslová odvětví, poptávka po FPGA pro AI rychle roste. Tato všestranná hardwarová řešení se stávají nezbytnými pro vývojáře a společnosti, které chtějí optimalizovat své aplikace AI.

Tento článek se bude zabývat tím, proč FPGA v oblasti umělé inteligence získávají na popularitě, jak se srovnávají s jinými hardwarovými možnostmi a které produkty FPGA nejlépe vyhovují vašim potřebám v oblasti umělé inteligence.

Co je FPGA a proč je důležité pro umělou inteligenci?

Programovatelné hradlové pole (FPGA) je programovatelné hardwarové zařízení, které nabízí velkou flexibilitu, díky čemuž je ideální pro výpočetně náročné úlohy, jako jsou úlohy umělé inteligence. Na rozdíl od zařízení s pevnou funkcí, jako jsou grafické procesory (GPU) nebo procesory TPU, lze FPGA překonfigurovat tak, aby splňovaly specifické požadavky aplikací umělé inteligence, což umožňuje větší optimalizaci výkonu.

Modely umělé inteligence, zejména ty s hlubokým učením, jsou stále složitější a schopnost FPGA zvládat vysokorychlostní zpracování dat, paralelní výpočty a operace s nízkou latencí z nich dělá ideální volbu pro mnoho vývojářů. Jejich reprogramovatelná povaha také zajišťuje odolnost systémů umělé inteligence , protože se dokáží přizpůsobit novým algoritmům nebo architekturám bez nutnosti nového hardwaru.

Proč aplikace umělé inteligence zvyšují poptávku po FPGA?

 

Rostoucí poptávka po FPGA v oblasti umělé inteligence je způsobena několika faktory:

• • Přizpůsobení: FPGA lze přizpůsobit specifickým požadavkům modelů umělé inteligence a v případě potřeby optimalizovat výkon.

• • Nízká latence: Aplikace umělé inteligence, jako je zpracování videa v reálném čase, autonomní vozidla a robotika, vyžadují rychlá rozhodnutí a FPGA vynikají v poskytování výkonu s nízkou latencí .

• • Energetická účinnost: Pracovní zátěže umělé inteligence často vyžadují vysoký výpočetní výkon a FPGA nabízejí energeticky úspornější řešení než tradiční GPU nebo TPU.

• • Edge Computing: Vzhledem k tomu, že se umělá inteligence rozvíjí na okraji sítě, kde ke zpracování dat dochází blíže ke zdroji, poskytují FPGA flexibilitu a výpočetní výkon potřebný pro inferenci v reálném čase na okrajových zařízeních.

Tyto faktory vedou stále více společností a vývojářů k zavádění FPGA pro umělou inteligenci, což dále zvyšuje poptávku po nich.

FPGA vs. MCU pro AI: Který si vybrat?

Přestože FPGA získávají na značném zájmu v aplikacích umělé inteligence, MCU (mikrokontroléry) stále hrají klíčovou roli ve vývoji umělé inteligence, zejména u nízkopříkonových vestavěných systémů. MCU se často používají pro základní úkoly umělé inteligence, jako je zpracování dat ze senzorů v zařízeních IoT .

FPGA však nabízejí vynikající možnosti paralelního zpracování a flexibilitu, což z nich činí lepší volbu pro náročnější úlohy umělé inteligence.

Volba mezi FPGA a MCU závisí na specifických požadavcích vaší aplikace umělé inteligence. Pro vysoce výkonné úlohy umělé inteligence v reálném čase jsou nejlepší volbou.

Pro jednoduché funkce umělé inteligence s nízkou spotřebou energie mohou být postačující mikrokontroléry (MCU)

Objevování FPGA: Od aplikací umělé inteligence k všestranným průmyslovým řešením

Programovatelná hradlová pole (FPGA) se díky své flexibilitě a vysokému výkonu stále častěji používají v široké škále průmyslových odvětví.

Přestože FPGA hrají významnou roli v aplikacích umělé inteligence, jako je strojové učení a edge computing, jejich všestrannost sahá daleko za hranice umělé inteligence.

Umělá inteligence a strojové učení

FPGA jsou vysoce ceněny pro svou schopnost zvládat náročné úlohy umělé inteligence s nízkou latencí.
Jsou ideální pro úkoly, jako je zpracování dat v reálném čase, inference hlubokého učení a edge computing, což z nich činí klíčovou součást v oblastech, jako jsou autonomní vozidla, chytrá zařízení a systémy zdravotní péče založené na umělé inteligenci.

Telekomunikace

FPGA jsou klíčové v telekomunikacích, zejména pro 5G infrastrukturu, kde se používají pro zpracování dat v reálném čase a adaptaci sítě, což pomáhá zvládat požadavky na vysokou šířku pásma.

Letectví a obrana

Díky své schopnosti poskytovat vysokorychlostní a přizpůsobené zpracování se FPGA používají v leteckém a obranném průmyslu pro radarové systémy, zpracování signálů a zabezpečenou komunikaci.

Lékařské přístroje

Lékařské zobrazování, diagnostika a monitorování pacientů v reálném čase se spoléhají na FPGA pro jejich rychlost a schopnost zpracovávat velké množství dat, což zajišťuje přesné a včasné výsledky.

Automobilový průmysl

V automobilovém průmyslu pohánějí FPGA pokročilé asistenční systémy řidiče (ADAS) zpracováním dat ze senzorů v reálném čase za účelem zlepšení bezpečnosti a automatizace vozidel.

Průmyslová automatizace

Od robotiky po průmyslovou automatizaci, FPGA podporují úkoly, jako je řízení pohybu a počítačové vidění, a poskytují tak výkon v reálném čase potřebný ve vysoce automatizovaných prostředích.

Nejprodávanější a nejžádanější FPGA na PCE

Níže je uveden seznam nejlepších možností FPGA od hlavních značek, vhodných pro umělou inteligenci a širší aplikace v telekomunikacích, letectví a dalších oblastech.

AMD FPGA (Xilinx)

FPGA od společnosti AMD jsou dobře známé pro svou roli v aplikacích umělé inteligence, ale jsou také všestranné a vhodné pro řadu odvětví, od vestavěných systémů až po datová centra. Mezi oblíbené rodiny FPGA od Xilinx patří Spartan, Artix, Kintex a Virtex.

• • Spartan: Základní FPGA ideální pro nízkonákladové aplikace s nízkou spotřebou energie: XA7A35T-1CSG324I, XA6SLX9-3FTG256Q, XC7A100T-2CSG324I , XC7S75-1FGGA484C , XC7A200T-2FBG676I

• • Artix: Ideální pro středně velké a energeticky úsporné aplikace, jako je strojové vidění a komunikace: XCAU25P-2FFVB676E, XC7A15T-1FTG256C

• • Kintex: Kombinuje nízkou spotřebu energie a vysoký výkon pro aplikace vyžadující DSP, datová centra a sítě: XCKU035-1FBVA676I, XCKU3P-1FFVB676E

• • Virtex: Špičkové FPGA určené pro nejnáročnější úkoly, včetně 5G infrastruktury a leteckého průmyslu: XCVC1802-1MSEVIVA1596, XCVE2302-2MSESFVA784, XCVC1902-1MSEVIVA1596, XCV50-5TQG144C

Intel FPGA

FPGA od Intelu, dříve známé jako Altera, jsou navrženy tak, aby poskytovaly vysokorychlostní zpracování v různých odvětvích od umělé inteligence po telekomunikace a další. Mezi nejvyhledávanější rodiny FPGA od Intelu na PCE patří Stratix, Arria® a Cyclone® , které jsou známé svou flexibilitou a výkonem v celé řadě odvětví.

• • Intel Stratix: Nabízí vysokou šířku pásma a výpočetní výkon pro pokročilé zpracování signálu v obraně a telekomunikacích: 1SG040HH3F35I2LG, EP1S80F1508C6N

• • Intel Arria 10 GX : Tato FPGA, ideální pro paralelní zpracování, je vysoce ceněna pro inferenci umělé inteligence, průmyslovou automatizaci a zpracování signálů: 1SG040HH3F35I2LG, EP1S80F1508C6N

• • Cyclone® : Nabízí cenově dostupné a nízkopříkonové FPGA pro vestavěné systémy, průmyslové řízení a automobilové aplikace: EP1C12F324I7N, EP3C25Q240C8N, 5CEBA4F17C8N, 5CGTFD9E5F31I7N

Mřížková polovodičová FPGA

Společnost Lattice Semiconductor se specializuje na nízkopříkonové FPGA, které jsou vynikající pro edge AI a širší aplikace, jako jsou chytré domy a průmyslová automatizace. Jejich zaměření na zkrácení doby vývoje a spotřeby energie jim umožňuje sloužit široké škále odvětví, od telekomunikací až po automobilový průmysl.

• • MachXO: Řada nízkopříkonových FPGA určených pro cenově citlivé aplikace, jako je přemostění a řízení rozhraní: LCMXO1200C-3TN100C, LCMXO1200C-3TN144I

• • MachXO2: Vylepšená verze s větší flexibilitou a výkonem pro rozšíření I/O a řídicí úlohy: LCMX02-256HC-4TG100I, LCMXO2-1200HC-4TG100I, LCMXO2-2000HC-4BG256I, LCMXO2-256HC-4SG48C

• • ECP5: Kombinuje vysoký výkon s nízkou spotřebou energie, ideální pro průmyslovou automatizaci a zpracování videa: LFE2M20E-5FN256CAAF, LFE2M20E-5FN256C, LFE2M20SE-7FN256C, LFE3-35EA-8FN484C

• • XP: FPGA s velmi nízkou spotřebou energie ideální pro zařízení napájená bateriemi vyžadující energetickou účinnost: LFXP2-17E-5FTN256I, LFXP2-30E-5FT256C, LFXP2-8E-5TN144C

FPGA Microchip Technologies

FPGA od společnosti Microchip Technology jsou známé svou spolehlivostí a nízkou spotřebou energie. Tyto FPGA nacházejí uplatnění v odvětvích umělé inteligence i v jiných odvětvích, jako je automobilový průmysl, telekomunikace a průmyslová automatizace.

• • PolarFire: Tyto FPGA, známé svými pokročilými bezpečnostními funkcemi, jsou ideální pro zpracování dat v reálném čase ve vestavěných systémech: MPFS250TS-1FCSG536, MPFS460T-FCG1152IPP

• • SmartFusion: Kombinuje FPGA s mikrokontrolérem a poskytuje flexibilitu pro automobilové, průmyslové a lékařské aplikace: M2S090-FCSG325I, M2S010-1VF256, M2S050-FCSG325I, M2S005-VFG256I

• • ProASIC: FPGA založené na flash paměti s programovatelností v systému, nabízející nízkou spotřebu energie a vysokou spolehlivost, ideální pro telekomunikace a spotřební elektroniku: AGLN250V2-VQG100I, AGLN125V2-VQG100I

• • IGLOO: FPGA s velmi nízkou spotřebou energie určené pro zařízení napájená bateriemi, jako je přenosná elektronika a průmyslová zařízení: M2GL010-TQG144, M2GL010T-VFG256I, M2GL025T-1FGG484I, M2GL060T-1FGG484I, M2GL090T-1FGG484I

Podrobný přehled produktových řad FPGA společnosti Lattice Semiconductor, včetně MachXO, MachXO2, ECP5 a XP, naleznete zde.

 

Najděte komponenty, které hledáte, na PCE

 

Ve společnosti PC Components Europe s hrdostí nabízíme širokou škálu FPGA od předních značek, jako jsou AMD, Xilinx, Intel, Lattice Semiconductors a Microchip Technologies . Naše produkty splňují nejvyšší standardy kvality , ověřené naší laboratoří PCE Quality Laboratory .

Pro další informace nebo dotazy neváhejte kontaktovat náš vícejazyčný tým , který je k dispozici v italštině, francouzštině, švédštině, polštině, angličtině, španělštině a finštině . Jsme tu, abychom vám pomohli najít FPGA pro váš projekt umělé inteligence !