Potencial de desenvolvimento de IA com o Sistema sobre Módulo Agilex™ 5

A Inteligência Artificial (IA) está revolucionando vários setores ao fornecer soluções transformadoras que aumentam significativamente a eficiência, a precisão e a capacidade de tomar decisões bem informadas. Nesse cenário, o conceito de IA de borda — processamento de algoritmos de IA em dispositivos localizados na borda de uma rede — surgiu como uma abordagem revolucionária. Ele permite o processamento de dados em tempo real, a redução da latência, a melhoria da privacidade dos dados e a autonomia na tomada de decisões, o que é especialmente importante em setores como saúde, robótica e automação industrial.

A iWave, uma força pioneira em engenharia de sistemas embarcados, está na vanguarda dessa revolução, oferecendo plataformas embarcadas projetadas para ampliar os limites da IA na borda. Essas plataformas são especificamente adaptadas para aplicações que exigem computação de alto desempenho e recursos sofisticados de IA/ML, como processamento de mídia, robótica e computação visual.

Apresentando o iW-RainboW-G58M: a próxima geração de FPGAs com infusão de IA

Em um avanço significativo para o mercado de sistemas embarcados, a iWave tem o prazer de apresentar o Sistema sobre módulo (SoM) iW-RainboW-G58M (Figura 1), equipado com a FPGA Intel Agilex™ 5. Essa é a primeira FPGA a apresentar recursos de IA integrados diretamente em sua estrutura, marcando uma nova era na tecnologia FPGA. O iW-RainboW-G58M foi meticulosamente projetado para aplicações que exigem alto desempenho, processamento de baixa latência e implementação de lógica personalizada com suporte incorporado de IA/ML, o que o torna a escolha ideal para setores como imagens médicas, robótica e automação industrial.

Figura 1: O SoM iWave iW-RainboW-G58M, equipado com a FPGA Intel Agilex 5, que é a primeira FPGA a apresentar recursos de IA integrados diretamente. (Fonte da imagem: iWave)

O SoM iW-RainboW-G58M é compacto, medindo apenas 60 mm x 70 mm, mas é repleto de recursos avançados. Ele é compatível com a família de FPGAs e SoCs Intel Agilex™ 5 da série E no invólucro B32A, disponível em duas variantes distintas de dispositivos para atender a uma série de necessidades da aplicação:

• Grupo A: FPGA SoC A5E 065A/052A/043A/028A/013A - Essas variantes oferecem maior desempenho e são adequadas para aplicações que exigem recursos de processamento mais complexos.
• Grupo B: FPGA SoC A5E 065B/052B/043B/028B/013B/008B - Essas variantes oferecem soluções econômicas para tarefas menos exigentes, garantindo flexibilidade no projeto e na implementação.

A combinação dessas opções permite que os desenvolvedores selecionem a variante de FPGA mais adequada para sua aplicação específica, equilibrando desempenho, consumo de energia e custo.

Aproveitamento de todo o potencial das FPGAs Intel Agilex™ 5 para IA de borda

As FPGAs e os SoCs Agilex™ 5 da Intel representam um avanço significativo na tecnologia FPGA, especialmente no contexto de aplicações de IA e aprendizado de máquina na borda. A série Agilex™ 5 se baseia no legado da Intel de FPGAs otimizados para IA, apresentando o primeiro bloco tensor de IA do setor em uma FPGA de médio porte. Esse bloco foi projetado especificamente para acelerar as cargas de trabalho de IA, tornando essas FPGAs perfeitas para aplicações de IA de borda em que o processamento em tempo real e a tomada de decisões são essenciais.

Um recurso importante da FPGA Agilex™ 5 é seu sistema de processador de aplicações assimétrico, que inclui dois núcleos Arm Cortex-A76 e dois núcleos Cortex-A55. Essa configuração permite que a FPGA forneça um poder de processamento excepcional e, ao mesmo tempo, otimize a eficiência energética, um fator crucial em ambientes de computação de borda em que o consumo de energia deve ser minimizado sem comprometer o desempenho.

A FPGA Agilex™ 5 também inclui recursos aprimorados de processamento de sinais digitais (DSP), integrados a um bloco tensor de IA. Essa combinação permite que a FPGA manipule tarefas complexas de IA, como inferência de aprendizagem profunda, processamento de imagens e análise preditiva, com maior eficiência e precisão. Além disso, os recursos avançados de conectividade da FPGA, incluindo transceptores GTS de alta velocidade que suportam taxas de dados de até 28,1 Gbps, PCI Express* (PCIe*) 4.0 × 8 e saídas para DisplayPort e HDMI, fazem dela uma solução versátil para uma ampla gama de aplicações.

Ecossistema abrangente de software de IA/ML: acelerando o desenvolvimento

O SoM iW-RainboW-G58M é complementado por um ecossistema de software abrangente que acelera significativamente o desenvolvimento de IA e aprendizado de máquina. O ponto central desse ecossistema é o suporte a estruturas populares de IA, como o TensorFlow e o PyTorch, garantindo que os desenvolvedores possam aproveitar essas plataformas familiares para criar modelos sofisticados de IA sem curvas de aprendizado acentuadas.

Um componente essencial desse ecossistema é o kit de ferramentas OpenVINO. Esse kit de ferramentas de código aberto foi projetado para otimizar modelos de aprendizagem profunda para inferência em uma variedade de arquiteturas de hardware, incluindo CPUs, GPUs e FPGAs. Ao usar o kit de ferramentas OpenVINO, os desenvolvedores podem garantir que seus modelos de IA não sejam apenas otimizados para desempenho, mas também sejam altamente portáteis em diferentes plataformas de hardware, permitindo maior flexibilidade na implementação.

Além disso, o Intel FPGA AI Suite desempenha um papel fundamental na simplificação do processo de desenvolvimento. Esse pacote foi projetado com a facilidade de uso em mente, permitindo que projetistas de FPGA, engenheiros de aprendizado de máquina e desenvolvedores de software criem plataformas de IA otimizadas para arquiteturas de FPGA. Ao se integrar com ferramentas padrão do setor, como TensorFlow, PyTorch e o kit de ferramentas OpenVINO, o Intel FPGA AI Suite permite que os desenvolvedores acelerem o processo de desenvolvimento e, ao mesmo tempo, mantenham um alto grau de confiabilidade e desempenho em suas soluções de IA.

O pacote também se integra perfeitamente ao software de projeto Intel Quartus Prime FPGA, uma ferramenta poderosa que oferece suporte ao projeto, à análise e à otimização de sistemas baseados em FPGA. Essa integração garante que os desenvolvedores tenham acesso a um fluxo de trabalho robusto e comprovado, reduzindo o tempo de lançamento no mercado e aumentando a confiabilidade geral de suas aplicações de IA.

IA na nuvem vs. IA na borda: uma análise comparativa

À medida que a IA continua a evoluir, a distinção entre IA na nuvem e IA na borda se torna cada vez mais importante. A IA na nuvem, que depende dos vastos recursos computacionais de datacenters remotos, oferece alta escalabilidade e a capacidade de processar grandes volumes de dados. No entanto, essa abordagem geralmente apresenta maior latência e possíveis preocupações com a segurança devido à necessidade de transmissão de dados pela Internet.

Por outro lado, a IA na borda oferece vantagens significativas em cenários em que o processamento em tempo real, a baixa latência e a privacidade aprimorada dos dados são essenciais. Ao processar dados localmente no dispositivo, a IA na borda elimina a necessidade de comunicação constante com a nuvem, reduzindo a latência e melhorando a capacidade de resposta dos sistemas de IA. Isso é particularmente importante em aplicações como veículos autônomos, automação industrial e saúde, em que atrasos na tomada de decisões podem ter consequências graves.

Além disso, a IA na borda contribui para a privacidade dos dados ao manter as informações confidenciais no dispositivo local, reduzindo o risco de violações de dados associadas ao processamento baseado em nuvem. A abordagem híbrida, em que os dispositivos de borda realizam o processamento inicial dos dados antes de transmiti-los à nuvem para análises mais complexas, está se tornando cada vez mais popular. Esse método combina os pontos fortes da IA na borda e da IA na nuvem permitindo a utilização eficiente de recursos, maior segurança e melhor desempenho do sistema.

Garantia de longevidade e suporte abrangente: o compromisso da iWave com os clientes

Um dos principais compromissos da iWave é garantir a disponibilidade de seus produtos a longo prazo. O programa de longevidade dos produtos da empresa garante que seus SoMs (Sistema sobre Módulos) estejam disponíveis por períodos prolongados, geralmente superiores a 10 anos. Isso é especialmente importante para setores como o de dispositivos médicos, aeroespacial e automação industrial, em que os ciclos de vida dos produtos são normalmente longos e a disponibilidade consistente dos componentes é fundamental.

Além da longevidade, a iWave oferece amplo suporte técnico durante todo o processo de desenvolvimento do produto. Esse suporte inclui serviços ODM (Fabricante Original do Projeto), como projeto da placa portadora, simulação térmica e projeto ao nível de sistema, permitindo que os clientes se concentrem em suas principais competências, enquanto a iWave lida com os aspectos complexos do projeto e da integração de hardware.

O compromisso da iWave com o sucesso do cliente é demonstrado ainda mais pelo fornecimento de kits de avaliação abrangentes para seus SoMs. Esses kits vêm com documentação completa para o usuário, drivers de software e um pacote de suporte para a placa, permitindo que os clientes avaliem rapidamente e criem protótipos de seus projetos. Ao oferecer esses recursos, a iWave ajuda os clientes a reduzir o tempo de desenvolvimento e a colocar seus produtos no mercado mais rapidamente.

Resumo

O SoM iW-RainboW-G58M da iWave, com a FPGA Intel Agilex 5 que apresenta recursos de IA integrados, foi cuidadosamente projetado para processamento de alto desempenho e baixa latência e implementação de lógica personalizada com aplicações de suporte incorporado de IA/ML. Isso o torna uma boa opção para setores como o de imagens médicas, robótica e automação industrial.