FPGA dla AI: Dlaczego aplikacje AI zwiększają zapotrzebowanie na FPGA

gwałtownie rośnie zapotrzebowanie na układy FPGA dla AI

W tym artykule dowiesz się, dlaczego układy FPGA w dziedzinie sztucznej inteligencji , jak wypadają w porównaniu z innymi rozwiązaniami sprzętowymi i które produkty FPGA najlepiej odpowiadają Twoim potrzebom w zakresie sztucznej inteligencji.

Czym jest FPGA i dlaczego jest ważny dla sztucznej inteligencji?

FPGA (Field-Programmable Gate Array) to programowalne urządzenie sprzętowe o dużej elastyczności, dzięki czemu idealnie nadaje się do zadań wymagających dużej mocy obliczeniowej, takich jak obciążenia AI. W przeciwieństwie do urządzeń o stałej funkcjonalności, takich jak GPU czy TPU, układy FPGA można rekonfigurować w celu spełnienia specyficznych wymagań aplikacji AI, co pozwala na lepszą optymalizację wydajności.

Modele sztucznej inteligencji (AI), zwłaszcza te oparte na uczeniu głębokim, stają się coraz bardziej złożone, a zdolność układów FPGA do obsługi szybkiego przetwarzania danych, obliczeń równoległych i operacji o niskich opóźnieniach czyni je idealnym wyborem dla wielu programistów. Ich reprogramowalność zapewnia również trwałość systemów AI , ponieważ mogą one adaptować się do nowych algorytmów lub architektur bez konieczności stosowania nowego sprzętu.

Dlaczego zastosowania sztucznej inteligencji zwiększają zapotrzebowanie na układy FPGA?

 

Rosnący popyt na układy FPGA w dziedzinie sztucznej inteligencji wynika z kilku czynników:

• • Personalizacja: układy FPGA można dostosować do konkretnych wymagań modeli AI, optymalizując wydajność w razie potrzeby.

• • Niskie opóźnienia: zastosowania sztucznej inteligencji, takie jak przetwarzanie wideo w czasie rzeczywistym, pojazdy autonomiczne i robotyka, wymagają szybkiego podejmowania decyzji, a układy FPGA doskonale sprawdzają się w zapewnianiu niskich opóźnień .

• • Efektywność energetyczna: obciążenia związane ze sztuczną inteligencją często wymagają dużej mocy obliczeniowej, a układy FPGA oferują bardziej energooszczędne rozwiązanie niż tradycyjne procesory graficzne (GPU) lub TPU.

• • Edge Computing: W miarę jak sztuczna inteligencja rozwija się na brzegu sieci, gdzie przetwarzanie danych odbywa się bliżej źródła, układy FPGA zapewniają elastyczność i moc przetwarzania niezbędną do wnioskowania w czasie rzeczywistym na urządzeniach brzegowych.

Czynniki te sprawiają, że coraz więcej firm i deweloperów decyduje się na stosowanie układów FPGA w systemach sztucznej inteligencji, co jeszcze bardziej zwiększa popyt na nie.

FPGA czy MCU dla sztucznej inteligencji: Który wybrać?

Chociaż układy FPGA zyskują coraz większe zainteresowanie w zastosowaniach AI, mikrokontrolery (MCU) nadal odgrywają kluczową rolę w rozwoju AI, szczególnie w systemach wbudowanych o niskim poborze mocy. Mikrokontrolery są często wykorzystywane do podstawowych zadań AI, takich jak przetwarzanie danych z czujników w urządzeniach IoT .

Jednakże układy FPGA oferują lepsze możliwości przetwarzania równoległego i większą elastyczność, dzięki czemu są lepszym wyborem w przypadku bardziej intensywnych zadań związanych ze sztuczną inteligencją.

Wybór między układami FPGA a mikrokontrolerami zależy od konkretnych wymagań aplikacji AI. W przypadku zadań AI wymagających wysokiej wydajności i czasu rzeczywistego, układy FPGA są najlepszym wyborem.

W przypadku prostych, energooszczędnych funkcji AI mikrokontrolery .

Eksploracja układów FPGA: od zastosowań sztucznej inteligencji do wszechstronnych rozwiązań przemysłowych

Układy FPGA (Field-Programmable Gate Arrays) są coraz częściej stosowane w wielu gałęziach przemysłu ze względu na swoją elastyczność i wysoką wydajność.

Chociaż układy FPGA odgrywają znaczącą rolę w zastosowaniach sztucznej inteligencji, takich jak wnioskowanie w oparciu o uczenie maszynowe 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 niskich opóźnieniach.
Idealnie nadają się do zadań takich jak przetwarzanie danych w czasie rzeczywistym, wnioskowanie w oparciu o uczenie głębokie oraz przetwarzanie brzegowe, co czyni je kluczowym elementem w takich obszarach jak pojazdy autonomiczne, urządzenia inteligentne i systemy opieki zdrowotnej oparte na sztucznej inteligencji.

Telekomunikacja

Układy FPGA odgrywają kluczową rolę w telekomunikacji, zwłaszcza w infrastrukturze 5G, gdzie służą do przetwarzania danych w czasie rzeczywistym i adaptacji sieci, pomagając sprostać wysokim wymaganiom w zakresie przepustowości.

Lotnictwo i obronność

Ze względu na możliwość zapewnienia szybkiego, dostosowanego przetwarzania, układy FPGA są wykorzystywane w przemyśle lotniczym i obronnym w systemach radarowych, przetwarzaniu sygnałów i bezpiecznej komunikacji.

Urządzenia medyczne

W obrazowaniu medycznym, diagnostyce i monitorowaniu pacjentów w czasie rzeczywistym wykorzystywane są układy FPGA ze względu na ich szybkość i możliwość przetwarzania dużych ilości danych, co gwarantuje dokładne i terminowe wyniki.

Automobilowy

W branży motoryzacyjnej układy FPGA zasilają zaawansowane systemy wspomagania kierowcy (ADAS) poprzez przetwarzanie danych z czujników w czasie rzeczywistym w celu poprawy bezpieczeństwa pojazdów i automatyzacji.

Automatyka przemysłowa

Od robotyki po automatykę przemysłową układy FPGA obsługują zadania takie jak sterowanie ruchem i przetwarzanie obrazu komputerowego, zapewniając wydajność w czasie rzeczywistym niezbędną w wysoce zautomatyzowanych środowiskach.

Najlepiej sprzedające się i najczęściej zamawiane układy FPGA na PCE

Poniżej znajduje się lista najlepszych rozwiązań FPGA od czołowych marek, odpowiednich do zastosowań w sztucznej inteligencji i szerszych zastosowaniach w telekomunikacji, lotnictwie i innych dziedzinach.

Układ FPGA AMD (Xilinx)

Układy FPGA Xilinx firmy AMD są dobrze znane ze swojej roli w aplikacjach AI, ale są również wszechstronne i nadają się do różnych branż, od systemów wbudowanych po centra danych. Popularne rodziny układów FPGA Xilinx to Spartan, Artix, Kintex i Virtex.

• • Spartan: Układy FPGA klasy podstawowej, idealne do niedrogich i energooszczędnych zastosowań: XA7A35T-1CSG324I, XA6SLX9-3FTG256Q, XC7A100T-2CSG324I , XC7S75-1FGGA484C , XC7A200T-2FBG676I

• • Artix: Idealny do zastosowań średniej klasy i energooszczędnych, takich jak systemy wizyjne i komunikacja: XCAU25P-2FFVB676E, XC7A15T-1FTG256C

• • Kintex: łączy w sobie niski pobór mocy i wysoką wydajność w zastosowaniach wymagających DSP, centrów danych i sieci: XCKU035-1FBVA676I, XCKU3P-1FFVB676E

• • Virtex: zaawansowane układy FPGA przeznaczone do najbardziej wymagających zadań, w tym infrastruktury 5G i zastosowań w lotnictwie i kosmonautyce: XCVC1802-1MSEVIVA1596, XCVE2302-2MSESFVA784, XCVC1902-1MSEVIVA1596, XCV50-5TQG144C

Układ FPGA firmy Intel

Układy FPGA firmy Intel, wcześniej znane pod nazwą Altera, zostały zaprojektowane z myślą o zapewnieniu szybkiego przetwarzania w branżach od sztucznej inteligencji (AI) po telekomunikację i nie tylko. Do najbardziej pożądanych rodzin układów FPGA firmy Intel na platformie PCE należą Stratix, Arria® i Cyclone® , znane ze swojej elastyczności i wydajności w różnych branżach.

• • Intel Stratix: zapewnia wysoką przepustowość i moc przetwarzania do zaawansowanego przetwarzania sygnałów w obronności i telekomunikacji: 1SG040HH3F35I2LG, EP1S80F1508C6N

• • Intel Arria 10 GX : idealny do przetwarzania równoległego, ten układ FPGA jest wysoko ceniony w kontekście wnioskowania AI, automatyki przemysłowej i przetwarzania sygnałów: 1SG040HH3F35I2LG, EP1S80F1508C6N

• • Cyclone® : Oferuje niedrogie, energooszczędne układy FPGA do systemów wbudowanych, sterowania przemysłowego i zastosowań motoryzacyjnych: EP1C12F324I7N, EP3C25Q240C8N, 5CEBA4F17C8N, 5CGTFD9E5F31I7N

Półprzewodnikowy układ FPGA

Lattice Semiconductor specjalizuje się w energooszczędnych układach FPGA, które doskonale sprawdzają się w rozwiązaniach edge AI i szerszych zastosowaniach, takich jak inteligentne domy i automatyka przemysłowa. Koncentracja na skróceniu czasu rozwoju i skróceniu poboru mocy pozwala firmie obsługiwać szeroki wachlarz branż, od telekomunikacji po motoryzację.

• • MachXO: seria energooszczędnych układów FPGA przeznaczonych do zastosowań wymagających niskich kosztów, takich jak mostkowanie interfejsów i sterowanie: LCMXO1200C-3TN100C, LCMXO1200C-3TN144I

• • MachXO2: Ulepszona wersja o większej elastyczności i wydajności w zakresie zadań związanych z rozbudową wejść/wyjść i sterowaniem: 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 niskim poborze mocy, idealne do urządzeń zasilanych bateryjnie, wymagających energooszczędności: LFXP2-17E-5FTN256I, LFXP2-30E-5FT256C, LFXP2-8E-5TN144C

Technologie mikroprocesorów FPGA

Układy FPGA firmy Microchip Technology słyną z niezawodności i niskiego zużycia energii. Znajdują zastosowanie zarówno w sektorach AI, jak i poza nimi, takich jak motoryzacja, telekomunikacja i automatyka przemysłowa.

• • PolarFire: Znane ze swoich 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: układy FPGA oparte na pamięci Flash z możliwością programowania w systemie, zapewniające niskie zużycie energii i wysoką niezawodność, idealne do zastosowań w telekomunikacji i elektronice użytkowej: AGLN250V2-VQG100I, AGLN125V2-VQG100I

• • IGLOO: Układy FPGA o bardzo niskim poborze mocy przeznaczone do urządzeń zasilanych bateryjnie, takich jak przenośna elektronika i sprzęt przemysłowy: M2GL010-TQG144, M2GL010T-VFG256I, M2GL025T-1FGG484I, M2GL060T-1FGG484I, M2GL090T-1FGG484I

Aby zapoznać się ze szczegółowym przeglądem linii produktów FPGA firmy Lattice Semiconductor, obejmujących MachXO, MachXO2, ECP5 i XP, kliknij tutaj.

 

Znajdź poszukiwane komponenty w PCE

 

W PC Components Europe z dumą oferujemy szeroką gamę układów FPGA czołowych marek, takich jak AMD, Xilinx, Intel, Lattice Semiconductors i Microchip Technologies . Nasze produkty spełniają najwyższe standardy jakości , potwierdzone przez Laboratorium Jakości PCE .

W celu uzyskania dalszych informacji lub zapytań prosimy o kontakt z naszym wielojęzycznym zespołem , który posługuje się językiem włoskim, francuskim, szwedzkim, polskim, angielskim, hiszpańskim i fińskim . Pomożemy Ci znaleźć układ FPGA dla Twojego projektu AI !