Tekoälyn (AI) mullistaessa toimialoja jatkuvasti, tekoälyyn tarkoitettujen FPGA-piirien kasvaa nopeasti. Näistä monipuolisista laitteistoratkaisuista on tulossa välttämättömiä kehittäjille ja yrityksille, jotka haluavat optimoida tekoälysovelluksiaan.
Tässä artikkelissa tarkastellaan, miksi FPGA:t tekoälyssä , miten ne vertautuvat muihin laitteistovaihtoehtoihin ja mitkä FPGA-tuotteet sopivat parhaiten tekoälytarpeisiisi.
Mikä on FPGA ja miksi se on tärkeä tekoälylle?
Kenttäohjelmoitava porttimatriisi (FPGA) on ohjelmoitava laitteisto, joka tarjoaa suurta joustavuutta, mikä tekee siitä ihanteellisen laskennallisesti intensiivisiin tehtäviin, kuten tekoälytyökuormiin. Toisin kuin kiinteätoimintoiset laitteet, kuten näytönohjaimet tai teoreettiset prosessorit, FPGA:t voidaan konfiguroida uudelleen vastaamaan tiettyjä tekoälysovellusten vaatimuksia, mikä mahdollistaa paremman suorituskyvyn optimoinnin.
Tekoälymallit, erityisesti syväoppimiseen perustuvat, ovat yhä monimutkaisempia, ja FPGA-piirien kyky käsitellä nopeaa tiedonkäsittelyä, rinnakkaislaskentaa ja matalan latenssin toimintoja tekee niistä ihanteellisen valinnan monille kehittäjille. Niiden uudelleenohjelmoitavuus varmistaa myös tekoälyjärjestelmien kestävyyden , koska ne voivat sopeutua uusiin algoritmeihin tai arkkitehtuureihin ilman uutta laitteistoa.
Miksi tekoälysovellukset lisäävät FPGA-piirien kysyntää?
FPGA-piirien kasvava kysyntä tekoälyssä johtuu useista tekijöistä:
-
- Mukauttaminen: FPGA:t voidaan räätälöidä tekoälymallien erityisvaatimuksiin, optimoiden suorituskykyä tarvittaessa.
-
- Matala latenssi: Tekoälysovellukset, kuten reaaliaikainen videonkäsittely, autonomiset ajoneuvot ja robotiikka, vaativat nopeita päätöksiä, ja FPGA:t tarjoavat erinomaisia matalan latenssin suorituskyvyn .
-
- Energiatehokkuus: Tekoälytyökuormat vaativat usein paljon laskentatehoa, ja FPGA:t tarjoavat energiatehokkaamman ratkaisun kuin perinteiset näytönohjaimet tai tekoälyprosessorit.
-
- Reunalaskenta: Tekoälyn kasvaessa reunalla, jossa tiedonkäsittely tapahtuu lähempänä lähdettä, FPGA:t tarjoavat joustavuutta ja prosessointitehoa, jota tarvitaan reaaliaikaiseen päättelyyn reunalla olevilla laitteilla.
Nämä tekijät saavat yhä useammat yritykset ja kehittäjät ottamaan käyttöön FPGA-piirejä tekoälyssä, mikä lisää niiden kysyntää entisestään.
FPGA vs. MCU tekoälyyn: Kumman valita?
Vaikka FPGA:t ovat herättämässä merkittävää kiinnostusta tekoälysovelluksissa, mikrokontrolleriyksiköillä (MCU) on edelleen keskeinen rooli tekoälyn kehityksessä, erityisesti vähän virtaa kuluttavissa sulautetuissa järjestelmissä. Mikrokontrollereita käytetään usein tekoälyn perustehtäviin, kuten anturidatan käsittelyyn IoT-laitteissa .
FPGA:t kuitenkin erinomaiset rinnakkaisprosessointiominaisuudet ja joustavuuden, mikä tekee niistä paremman vaihtoehdon intensiivisempiin tekoälytyökuormiin.
FPGA- ja MCU- piirien välinen valinta riippuu tekoälysovelluksesi erityisvaatimuksista. Reaaliaikaisiin, tehokkaisiin tekoälytehtäviin FPGA-piirit ovat paras valinta.
Yksinkertaisiin ja vähän virtaa kuluttaviin tekoälytoimintoihin mikrokontrollerit voivat riittää.
FPGA-piirien tutkiminen: tekoälysovelluksista monipuolisiin teollisiin ratkaisuihin
Kenttäohjelmoitavat porttimatriisit (FPGA) ovat yleistymässä monilla eri teollisuudenaloilla niiden joustavuuden ja korkean suorituskyvyn ansiosta.
Vaikka FPGA-piireillä on merkittävä rooli tekoälysovelluksissa, kuten koneoppimisen päättelyssä ja reunalaskennassa, niiden monipuolisuus ulottuu paljon tekoälyn ulkopuolelle.
Tekoäly ja koneoppiminen
FPGA-piirejä arvostetaan suuresti niiden kyvystä käsitellä vaativia tekoälytyökuormia pienellä viiveellä.
Ne sopivat ihanteellisesti tehtäviin, kuten reaaliaikaiseen tiedonkäsittelyyn, syväoppimiseen ja reunalaskentaan, mikä tekee niistä keskeisen komponentin esimerkiksi autonomisissa ajoneuvoissa, älylaitteissa ja tekoälypohjaisissa terveydenhuoltojärjestelmissä.
Tietoliikenne
FPGA-piirit ovat ratkaisevan tärkeitä televiestinnässä, erityisesti 5G-infrastruktuurissa, jossa niitä käytetään reaaliaikaiseen tiedonkäsittelyyn ja verkon mukauttamiseen, mikä auttaa hallitsemaan suuria kaistanleveysvaatimuksia.
Ilmailu ja puolustus
Koska FPGA-piirit pystyvät tarjoamaan nopeaa ja räätälöityä prosessointia, niitä käytetään ilmailu- ja puolustusteollisuudessa tutkajärjestelmissä, signaalinkäsittelyssä ja turvallisessa viestinnässä.
Lääkinnälliset laitteet
Lääketieteellinen kuvantaminen, diagnostiikka ja reaaliaikainen potilasvalvonta perustuvat FPGA-piireihin niiden nopeuden ja kyvyn vuoksi käsitellä suuria tietomääriä, mikä varmistaa tarkat ja oikea-aikaiset tulokset.
Autoteollisuus
Autoteollisuudessa FPGA:t tukevat edistyneitä kuljettajan avustusjärjestelmiä (ADAS) käsittelemällä reaaliaikaista anturidataa ajoneuvojen turvallisuuden ja automaation parantamiseksi.
Teollisuusautomaatio
Roboteista teollisuusautomaatioon, FPGA:t tukevat tehtäviä, kuten liikkeenohjausta ja konenäköä, tarjoten reaaliaikaisen suorituskyvyn, jota tarvitaan pitkälle automatisoiduissa ympäristöissä.
PCE:n myydyimmät ja kysytyimmät FPGA:t
Alla on luettelo parhaista FPGA-vaihtoehdoista suurimmilta tuotemerkeiltä, jotka sopivat tekoälyyn ja laajempiin sovelluksiin televiestinnässä, ilmailu- ja avaruusteollisuudessa ja muualla.
AMD FPGA (Xilinx)
AMD:n Xilinx FPGA:t tunnetaan hyvin roolistaan tekoälysovelluksissa, mutta ne ovat myös monipuolisia ja sopivat useille eri toimialoille sulautetuista järjestelmistä datakeskuksiin. Suosittuja Xilinx FPGA -perheitä ovat Spartan, Artix, Kintex ja Virtex.
-
- Spartan: Perustason FPGA-piirit sopivat täydellisesti edullisiin ja vähän virtaa kuluttaviin sovelluksiin: XA7A35T-1CSG324I, XA6SLX9-3FTG256Q, XC7A100T-2CSG324I , XC7S75-1FGGA484C , XC7A200T-2FBG676I
-
- Artix: Ihanteellinen keskitason ja energiatehokkaisiin sovelluksiin, kuten konenäköön ja tietoliikenteeseen: XCAU25P-2FFVB676E, XC7A15T-1FTG256C
-
- Kintex: Yhdistää pienen virrankulutuksen ja korkean suorituskyvyn sovelluksiin, jotka vaativat DSP:tä, datakeskusta ja verkkoa: XCKU035-1FBVA676I, XCKU3P-1FFVB676E
-
- Virtex: Huippuluokan FPGA-piirit, jotka on suunniteltu vaativimpiin tehtäviin, mukaan lukien 5G-infrastruktuuri ja ilmailuteollisuus: XCVC1802-1MSEVIVA1596, XCVE2302-2MSESFVA784, XCVC1902-1MSEVIVA1596, XCV50-5TQG144C
Intel FPGA
Intelin FPGA-piirit, aiemmin Altera-nimellä tunnetut, on suunniteltu tarjoamaan nopeaa prosessointia eri toimialoilla tekoälystä televiestintään ja muuhun. Intelin halutuimpia PCE-pohjaisia FPGA-perheitä ovat Stratix, Arria® ja Cyclone® , jotka tunnetaan joustavuudestaan ja suorituskyvystään useilla eri toimialoilla.
-
- Intel Stratix: Tarjoaa suuren kaistanleveyden ja prosessointitehon edistyneeseen signaalinkäsittelyyn puolustus- ja televiestintäalalla: 1SG040HH3F35I2LG, EP1S80F1508C6N
-
- Intel Arria 10 GX : Tämä rinnakkaisprosessointiin ihanteellinen FPGA on erittäin arvostettu tekoälyn päättelyssä, teollisuusautomaatiossa ja signaalinkäsittelyssä: 1SG040HH3F35I2LG, EP1S80F1508C6N
-
- Cyclone® : Tarjoaa edullisia ja vähän virtaa kuluttavia FPGA-piirejä sulautettuihin järjestelmiin, teollisuuden ohjausjärjestelmiin ja autoteollisuuden sovelluksiin: EP1C12F324I7N, EP3C25Q240C8N, 5CEBA4F17C8N, 5CGTFD9E5F31I7N
Hilapuolijohde-FPGA
Lattice Semiconductor on erikoistunut vähän virtaa kuluttaviin FPGA-piireihin, jotka sopivat erinomaisesti reuna-asentojen tekoälyyn ja laajempiin sovelluksiin, kuten älykoteihin ja teollisuusautomaatioon. Yritys keskittyy kehitysajan ja virrankulutuksen vähentämiseen, minkä ansiosta se pystyy palvelemaan monia eri toimialoja televiestinnästä autoteollisuuteen.
-
- MachXO: Sarja vähän virtaa kuluttavia FPGA-piirejä, jotka on suunniteltu kustannusherkkiin sovelluksiin, kuten rajapintojen siltaukseen ja ohjaukseen: LCMXO1200C-3TN100C, LCMXO1200C-3TN144I
-
- MachXO2: Parannettu versio, jossa on suurempi joustavuus ja suorituskyky I/O-laajennus- ja ohjaustehtäviin: LCMX02-256HC-4TG100I, LCMXO2-1200HC-4TG100I, LCMXO2-2000HC-4BG256I, LCMXO2-256HC-4SG48C
-
- ECP5: Yhdistää korkean suorituskyvyn alhaiseen virrankulutukseen, täydellinen teollisuusautomaatioon ja videonkäsittelyyn: LFE2M20E-5FN256CAAF, LFE2M20E-5FN256C, LFE2M20SE-7FN256C, LFE3-35EA-8FN484C
-
- XP: Erittäin vähän virtaa kuluttavat FPGA-piirit, jotka sopivat erinomaisesti energiatehokkuutta vaativiin akkukäyttöisiin laitteisiin: LFXP2-17E-5FTN256I, LFXP2-30E-5FT256C, LFXP2-8E-5TN144C
FPGA-mikrosiruteknologiat
Microchip Technologyn FPGA-piirit ovat tunnettuja luotettavuudestaan ja alhaisesta virrankulutuksestaan. Näitä FPGA-piirejä käytetään sekä tekoälyyn liittyvissä että muissa sovelluksissa, kuten autoteollisuudessa, televiestinnässä ja teollisuusautomaatiossa.
-
- PolarFire: Nämä FPGA:t tunnetaan edistyneistä tietoturvaominaisuuksistaan, ja ne sopivat ihanteellisesti reaaliaikaiseen prosessointiin sulautetuissa järjestelmissä: MPFS250TS-1FCSG536, MPFS460T-FCG1152IPP
-
- SmartFusion: Yhdistää FPGA:n ja mikrokontrollerin, mikä tarjoaa joustavuutta autoteollisuuden, teollisuuden ja lääketieteen sovelluksiin: M2S090-FCSG325I, M2S010-1VF256, M2S050-FCSG325I, M2S005-VFG256I
-
- ProASIC: Flash-pohjaiset FPGA:t, joissa on järjestelmän sisäinen ohjelmointi, alhaisen virrankulutuksen ja korkean luotettavuuden ansiosta, ihanteelliset tietoliikenteeseen ja kulutuselektroniikkaan: AGLN250V2-VQG100I, AGLN125V2-VQG100I
-
- IGLOO: Erittäin vähän virtaa kuluttavat FPGA:t, jotka on suunniteltu akkukäyttöisille laitteille, kuten kannettavalle elektroniikalle ja teollisuuslaitteille: M2GL010-TQG144, M2GL010T-VFG256I, M2GL025T-1FGG484I, M2GL060T-1FGG484I, M2GL090T-1FGG484I
Löydä etsimäsi komponentit PCE:stä
PC Components Europella tarjoamme ylpeänä laajan valikoiman FPGA- huippubrändeiltä, kuten AMD, Xilinx, Intel, Lattice Semiconductors ja Microchip Technologies . Tuotteemme täyttävät korkeimmat laatustandardit PCE-laatulaboratoriomme on varmistanut .
Lisätietoja tai tiedusteluja varten ota rohkeasti yhteyttä monikieliseen tiimiimme , joka on tavoitettavissa italiaksi, ranskaksi, ruotsiksi, puolaksi, englanniksi, espanjaksi ja suomeksi . Autamme sinua löytämään FPGA: n tekoälyprojektiisi !
