Lattice SensAI：引領(lǐng)從“云端集權(quán)”到“邊緣自治”的智能革命

網(wǎng)絡(luò)邊緣AI的核心價(jià)值在于將智能決策下沉至網(wǎng)絡(luò)邊緣，解決云端AI在實(shí)時(shí)性、隱私安全和帶寬成本上的固有瓶頸。例如，自動(dòng)駕駛需在10毫秒內(nèi)響應(yīng)突發(fā)路況，工業(yè)質(zhì)檢要求對(duì)生產(chǎn)線瑕疵進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別…..等等，這些場(chǎng)景均依賴邊緣設(shè)備的本地化智能處理能力。

據(jù)測(cè)算，2024年網(wǎng)絡(luò)邊緣AI市場(chǎng)規(guī)模約為210億美元，預(yù)計(jì)到2034年將突破1430億美元。這一增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)表明各行業(yè)將持續(xù)加大基于AI的邊緣系統(tǒng)研發(fā)投入。

然而，開發(fā)者在實(shí)踐中不但需要應(yīng)對(duì)硬件限制、功耗優(yōu)化和處理復(fù)雜度等獨(dú)特挑戰(zhàn)，還要考慮情境智能的同步發(fā)展。所謂情境智能，是指通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備端運(yùn)行AI模型，使系統(tǒng)能夠處理環(huán)境數(shù)據(jù)、持續(xù)學(xué)習(xí)并優(yōu)化性能。隨著邊緣端處理的數(shù)據(jù)量激增，這些設(shè)備需要更高算力支撐，同時(shí)還要保障數(shù)據(jù)隱私安全并降低網(wǎng)絡(luò)威脅風(fēng)險(xiǎn)。

傳統(tǒng)CPU/GPU的高功耗(數(shù)十瓦級(jí))與MCU的低算力(僅支持簡(jiǎn)單算法)形成矛盾，而現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)憑借硬件可編程的靈活性、現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)能力與能效比優(yōu)勢(shì)，正成為邊緣AI更理想的載體。萊迪思半導(dǎo)體的Lattice SensAI正是基于FPGA構(gòu)建的完整技術(shù)棧，通過“硬件+軟件+生態(tài)”的深度協(xié)同，打通邊緣AI從開發(fā)到落地的全鏈條。

作為萊迪思推出的業(yè)界第一款用于網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備端AI處理的完整解決方案集合，SensAI提供了供開發(fā)人員評(píng)估、開發(fā)和部署基于FPGA的機(jī)器學(xué)習(xí)/人工智能解決方案所需的全部資源，包括模塊化硬件平臺(tái)、演示示例、參考設(shè)計(jì)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)IP核、軟件開發(fā)工具和定制化設(shè)計(jì)服務(wù)，旨在解決系統(tǒng)對(duì)于日益嚴(yán)格的功耗和小尺寸(5mm2到100mm2)的要求。

Lattice SensAI解決方案集合

從最初的iCE40/CrossLink-NX/ECP5/CertusPro-NX，到最新的中端FPGA Avant，Lattice SensAI的硬件平臺(tái)在場(chǎng)景適配方面展現(xiàn)出了巨大的靈活性優(yōu)勢(shì)。這些硬件通過統(tǒng)一的FPGA架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了跨消費(fèi)電子、工業(yè)設(shè)備的復(fù)用，降低了企業(yè)研發(fā)門檻。

萊迪思sensAI解決方案集合中的IP核包括多種類型的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)加速器——CNN、CNN Plus、CNN Compact、Advanced CNN、以及一個(gè)CNN協(xié)處理器引擎，能讓開發(fā)人員使用其他人發(fā)布的廣泛使用的各類CNN，或者根據(jù)需要自定義CNN模型，再依托萊迪思FPGA的并行處理能力、分布式存儲(chǔ)器和DSP資源，極大簡(jiǎn)化了超低功耗AI設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。

軟件工具層面，sensAI Studio設(shè)計(jì)環(huán)境是一種基于圖形用戶界面(GUI)的工具，擁有AI模型庫(kù)，經(jīng)過配置和訓(xùn)練可適用于各類主流應(yīng)用場(chǎng)景，可幫助開發(fā)人員快速構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用。萊迪思Propel和Radiant設(shè)計(jì)軟件可用于創(chuàng)建合適的電路組合，以盡可能高能效的方式加速這些模型的運(yùn)行。

在應(yīng)用場(chǎng)景中，萊迪思FPGA經(jīng)配置可執(zhí)行特定的AI任務(wù)，使開發(fā)人員能夠根據(jù)不同的環(huán)境定制應(yīng)用，并處理特定的邊緣數(shù)據(jù)。這有助于優(yōu)化邊緣AI應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)最高的效率和可靠性，同時(shí)保持FPGA的靈活性，支持不斷發(fā)展的AI模型。FPGA還配備了可定制的I/O接口，支持跨設(shè)備和環(huán)境(如攝像頭、雷達(dá)、環(huán)境傳感器)連接到各種邊緣人工智能應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)化的互操作性。

未來，隨著異構(gòu)計(jì)算成為趨勢(shì)，Lattice SensAI將進(jìn)一步釋放邊緣AI的潛力：通過支持Transformer模型的下一代FPGA架構(gòu)，推動(dòng)端云協(xié)同向“本地優(yōu)先、云端輔助” 進(jìn)化；毫瓦級(jí)功耗設(shè)計(jì)契合碳中和目標(biāo)，使太陽(yáng)能供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)可持續(xù)智能；而算力普惠化則讓中小廠商能在千元級(jí)設(shè)備中部署定制AI模型，加速智能門鎖、環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器等邊緣設(shè)備的智能化進(jìn)程。

Lattice SensAI與邊緣AI的結(jié)合，不僅是技術(shù)的突破，更是一場(chǎng)從“云端集權(quán)”到“邊緣自治”的智能革命，正在重新定義人與設(shè)備、設(shè)備與世界的交互方式。