新款异质平台提升AI效能 赛灵思扩展边缘运算应用

边缘市场规模呈现跳跃性成长。从2021年至2025年，支援这类独特应用的嵌入式AI晶片组市场规模预计将成长超过一倍以上。为了推动从边缘到终端的人工智慧（AI）创新，赛灵思（Xilinx）今日推出适用于新一代分散式智慧系统的Versal AI Edge系列，其AI效能功耗比相较于GPU提升4倍，其运算密度更较上一代自行调适SoC提升10倍，为具有可扩展性与灵活应变能力的产品组合。

Versal AI Edge自行调适运算加速平台（ACAP）为广泛的应用提供智慧功能，包含具最高等级功能安全性的自动驾驶、协作机器人、具预测性的智慧工厂、医疗系统，以及适用于航太与国防市场的多任务型有效负载（payload）。

Versal AI Edge系列著重效能加速的同时也保有可扩展性和低功耗，该产品组合采用AI引擎-机器学习（AI Engine-ML）架构，与过往的AI引擎架构相比，可提供4倍的机器学习运算能力，并且将全新的加速器RAM与强化的记忆体层级整合，以因应不断演进的AI演算法。这些架构的创新为Versal AI Edge系列带来了相较于GPU高达4倍的效能功耗比，以及更低的延迟，从而使边缘设备的功能更加强大。

支援AI的自动化系统需要高运算密度，以加速从感测器到AI乃至于即时控制，进而实现整体应用加速。相较于Zynq UltraScale+ MPSoC，Versal AI Edge元件可提供十倍的运算密度来达成整体应用加速，并实现更智慧的自动化系统。

赛灵思产品管理与行销资深总监Sumit Shah表示：「为了满足新的需求与场景，边缘运算应用需要一种架构，使其能在严苛的散热与延迟限制下提供灵活的运算处理。Versal AI Edge系列为需要更高智慧水准的广泛应用提供了这些关键特性，使其成为Versal产品组合的重要新成员，其产品范围涵盖智慧边缘感测器到CPU加速器等多样元件。」

此外，Versal AI Edge元件支援多种安全标准，包含工业（IEC 61508）、航空电子设备（DO-254/178）与汽车（ISO 26262），助力供应商达到ASIL C随机硬体完整性与ASIL D系统完整性的等级。Versal AI Edge系列采用经生产验证的7nm Versal架构，并为达成低延迟AI运算而进行微型化，其功率效益低至6瓦，且符合边缘应用所需的安全保障措施。

Versal AI Edge系列作为一款搭载多样化处理器的异质平台，不仅将运算引擎与演算法相匹配，也具备用于嵌入式运算的纯量引擎（scalar engine），以及用于感测器融合与硬体自行调适能力的灵活应变引擎，此外还具有能支援AI推论高达479（INT4）TOPS的智慧引擎，这一特点尤其是针对边缘应用的ASSP和GPU所无法比拟的，同时也支援视觉、雷达和光达处理与以软体定义的无线电等高级讯号处理作业负载。

Versal AI Edge系列的连接模块（connectivity blocks）涵盖从LPDDR-4266、32Gb/s收发器到边缘应用所需的必要协议，以及40G多速率（multirate）乙太网路、配备CCIX的PCIe Gen4与可支援800万像素解析度以上的视觉感测器的原生 MIPI，这些连接模块对于实现Level-2以上的ADAS至关重要。凭借强化的AI引擎与包含加速器RAM在内的强化型记忆体层级，Versal AI Edge系列适合于广泛应用。

Versal AI Edge ACAP为任何开发人员提供了设计入门管道，不论是软体或硬体开发人员均可使用，包含硬体开发人员适用的Vivado、软体开发人员适用的Vitis统一软体平台与资料科学家适用的Vitis AI，以及为开发平台的目标应用所提供的领域专用操作系统、框架和加速函式库。

Versal AI Edge系列是Versal ACAP产品组合的最新成员。Versal ACAP是一款完全可透过软体编程的自行调适SoC，其效能和灵活性远远超过传统的CPU、GPU和 FPGA。ACAP可以从软体和硬体层面进行修改，以动态适应从边缘到云端的各种应用和作业负载需求。Versal AI Core和Versal Prime元件已全面量产，而Versal Premium ACAP现已开始供样。Versal AI Edge系列的设计文件和支援已开放使用，预计将在2022年上半年供货，并将包含为车用和国防级元件规划的产品蓝图。