赛灵思针对边缘市场推出了Versal Edge AI自适应SoC。
编译|芯东西 高歌
编辑|江心白
6月10日消息，今天，赛灵思推出了新的Versal AI Edge系列，这是一款自适应SoC，将主要在汽车、工业和医疗等领域中使用。
相较于其他的SoC，赛灵思Versal AI Edge主要具有三点优势，分别体现在单位面积功耗性能、计算密度和灵活性上。赛灵思称，Versal AI Edge的机器学习算力和单位功耗性能都是GPU的4倍，时延也更低。
当前，Versal Edge AI已经向客户提供了资料，计划在2021下半年为客户提供工具，并在2022年上半年提供早期试样和量产芯片。
赛灵思Versal AI Edge系列高级产品线经理Rehan Tahir分享了Versal AI Edge的具体技术细节，也与芯东西等媒体在会后进行了深度交流。
▲Versal AI Edge的三大优势（来源：赛灵思）
Rehan Tahir提到，边缘端设备具有低时延、低功耗、安全保密等特性，可以解决云端薄弱点。据英国市场公司Omdia统计，边缘AI芯片市场正在迅速扩展，预计将于2025年达到650亿美元。届时，边缘AI芯片市场将会是数据中心市场的3倍左右。
而赛灵思Versal ACAP产品组合此前主要针对云与网络领域，并已完成了7nm节点的量产。本次，赛灵思则针对边缘市场推出了Versal AI Edge，这将在智能视觉、无人机、协作机器人、ADAS与自动驾驶、内窥镜、超声等应用中使用。
Rehan Tahir称，Versal AI Edge采用了AI引擎阵列，与英伟达的Jetson AGX Xavier GPU相比，具有4倍AI单位功耗性能的优势。这主要是因为赛灵思采用了专为机器学习优化的AI引擎。
▲Versal AI Edge的AI引擎（来源：赛灵思）
在这款AIE-ML AI引擎中，其乘法器数量翻倍、INT8算力翻倍，原生支持INT4和BFLOAT16。与未经机器学习优化的AI引擎相比，AIE-ML的每颗核心可提供2倍INT8算力，4倍INT4算力和16倍的BFLOAT16算力，时延减半。
在内存方面，AIE-ML的数据内存从32KB提升到64KB，实现了存储本地化。
此外，赛灵思还提出了新的加速器RAM，该器件可以实现35GB/s的存储器带宽，取代了DDR存储AI计算数据或安全关键代码。与DDR4相比，RAM还可以提升20%的机器学习算力。
▲Versal AI Edge的加速器RAM细节（来源：赛灵思）
Rehan Tahir提到，Versal AI Edge与英伟达Jetson AGX Xavier同为最优配置的情况下，Versal AI Edge的单位功耗性能是Jetson AGX Xavier的4.4倍。而在其他配置下，Versal AI Edge也占有功耗性能优势。
谈到数据如何得出时，Rehan Tahir补充说：“Jetson AGX Xavier的功率估算数据是由其总模块功耗减去存储器和I/O功耗得出的。”
▲Versal AI Edge与英伟达Jetson AGX Xavier的单位功耗性能对比（来源：赛灵思）
在具体应用中，相比赛灵思此前的Zynq产品，Versal AI Edge在算力、面积和功耗上都有很大的提升。
相比Zynq，Versal AI Edge的算力从4TOPS提升到了17.4TOPS，也支持8MP（百万像素）摄像头。此前需要3个Zynq芯片才能控制的系统，Versal AI Edge只需要单个芯片就能控制，缩小了58%的面积，功耗也有所下降。
▲Versal AI Edge与上一代SoC的性能对比（来源：赛灵思）
据Rehan Tahir分享，Versal AI Edge可用于ADAS与自动驾驶的各个方面。Versal AI Edge系列能够令引擎匹配于算法，以标量引擎进行嵌入式计算、人机交互等；自适应引擎则支持汽车的各类传感器融合；智能AI、DSP引擎则可以进行AI推断、处理雷达/激光雷达等高级信号等。
目前，Versal AI Edge已通过最高等级的ISO 26262安全认证，也支持Caffe、TensorFlow、PyTorch等多款软件栈。
另外，在协作机器人和无人机场景中，Versal AI Edge也可以在有限的尺寸、功耗与热量管理条件下提供所需的AI算例，并支持多种软件栈。
▲Versal AI Edge支持汽车、机器人及无人机软件栈（来源：赛灵思）
在介绍了Versal AI Edge的性能优势和应用案例后，Rehan Tahir强调，Versal AI Edge是全球最灵活且可扩展的边缘平台。他提到，Versal AI Edge采用了特定领域架构（DSA），能够定制化AI、视觉、传感器等。
而且Versal AI Edge也是唯一一个支持从0-100+TOPS算力区间的边缘AI芯片。其他的平台都在部分算力区间上存在空白，需要多个芯片联动才能支持全算力区间。Versal AI Edge单一平台就可以满足客户的各类需求，可以使部署更加灵活，并在功耗和成本上更具优势。
▲Versal AI Edge可扩展至所有算力区间（来源：赛灵思）
由于当前AI芯片迭代迅速，赛灵思也为Versal AI Edge提供OAT软硬件更新。Rehan Tahir称，与一般的软件、算法更新不同，Versal AI Edge可以对硬件进行在线升级，并重新配置，进一步提升了产品寿命。
Versal AI Edge也具备动态功能切换（DFx），可以在毫秒内切换功能，通过减少系统组件数量，降低功耗和成本。
最后，Rehan Tahir给出了Versal Edge AI的落地进展。因为Versal Edge AI是Versal系列的新产品，所以现在客户可以使用Versal AI Core ACAP VCK190评估套件进行原型设计，并在之后迁移到Versal AI Edge上。
边缘AI芯片依靠其安全保密、无需上传数据等特性，在安防、自动驾驶和智能制造等领域快速发展。在逐渐成熟的边缘AI市场中，AI算力往往不是设备性能发展的瓶颈。相反，功耗、散热、成本成为了边缘设备最核心的问题。
最近，赛灵思针对边缘市场推出了多款产品。本次推出的Versal Edge AI则主打成本、功耗、可扩展等优势，抓住了边缘市场的关键。未来，该产品或许会在汽车、工业等领域发挥更大的作用。
