FPGA開啟下一個AI應用創新時代

图一 : AMD第2代Versal AI Edge和Versal Prime自行调适SoC

【作者： 王岫晨】

边缘运算主要包含以下四个部分，低延迟、AI算力、低功耗以及安全和保密，这四者是边缘自主非常重要的组成部分，也是边缘区别于工业和IoT的一个主要特点，也就是用运算资源来支持边缘的自主，使它能够独立于云端。

这些边缘的应用非常重要，借由微型化，可以加强AI算力，能够支持对功耗和热都有非常高要求的应用，主要的应用案例包括了智慧视觉、无人机、协作机器人ADAS与自动驾驶，另外还有医学成像，包括内窥镜和超声波等。

另外，现今越来越多的应用都开始得到了AI的支援，而且有很多形式的AI可能都是之前没有想到的，比如说无人机的导航和目标追踪，机器人和工人在工厂进行协作，还有半自动到全自动的驾驶，AI在医学的应用，包括参与医学的诊断和分析，可以说现在AI的应用随处可见，而今天一般人普遍关注的仍偏重在汽车和工业领域等应用。

赛灵思（Xilinx）在边缘AI应用发展方面推出了Versal AI Edge系列产品。赛灵思于2018年首次引入Versal ACAP（自适应运算加速平台），并先后推出了Versal Core和Prime系列，主要应用于云端和网路领域。随后推出的Versal Premium则针对高阶的云端和网路应用。

这一技术路线表明，先发展强大的云端和网路基础设施是至关重要的，这样才能将这些异构架构技术带到边缘。如今，赛灵思利用这些异构架构推出了新一代的Versal AI Edge系列产品，这是一种微型化的ACAP，专门设计用于边缘运算环境。

在边缘应用中，单位功耗性能尤为重要。这是因为边缘设备通常受到严格的热和功耗限制，但同时还需要实现高性能。Versal AI Edge系列产品在这方面进行了优化，能够在功耗受限的情况下提供更好的效能。目前，AMD推出第2代Versal AI Edge系列和第2代Versal Prime系列自行调适SoC，其将预先处理、AI推论与后处理整合在单一元件中，能够为AI驱动型嵌入式系统提供端对端加速。

第2代Versal系列产品组合具备强大的AI引擎，相较第1代Versal AI Edge系列元件提供至高3倍的每瓦TOPS效能提升，同时整合Arm CPU预计可提供相较第1代Versal AI Edge和Versal Prime系列元件至高10倍的标量算力提升。

AMD资深副总裁暨自行调适与嵌入式运算事业群总经理Salil Raje表示，对AI嵌入式应用的需求正以爆炸式成长，并带动可在嵌入式系统的功耗和占板面积限制内实现最高效端对端加速的单晶片解决方案需求。这些新一代Versal元件将多个运算引擎整合在单一架构上，提供高运算效率与效能以及从低端到高端的可扩展性。

第2代Versal系列元件平衡效能、功耗、占板面积以及先进的功能安全与资讯安全，其提供的新功能与特色为汽车、航太与国防、工业、视觉、医疗、广播与专业影音市场设计高效能边缘最佳化型产品。

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