芯東西（公眾號：aichip001）
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芯東西6月10日消息，今天，賽靈思推出了新的Versal AI Edge系列，這是一款自適應SoC，將主要在汽車、工業和醫療等領域中使用。
相較于其他的SoC，賽靈思Versal AI Edge主要具有三點優勢，分別體現在單位面積功耗性能、計算密度和靈活性上。賽靈思稱，Versal AI Edge的機器學習算力和單位功耗性能都是GPU的4倍，時延也更低。
當前，Versal Edge AI已經向客戶提供了資料，計劃在2021下半年為客戶提供工具，并在2022年上半年提供早期試樣和量產芯片。
賽靈思Versal AI Edge系列高級產品線經理Rehan Tahir分享了Versal AI Edge的具體技術細節，也與芯東西等媒體在會后進行了深度交流。
▲Versal AI Edge的三大優勢（來源：賽靈思）
一、AI引擎針對機器學習優化，單位功耗性能為GPU的4倍
Rehan Tahir提到，邊緣端設備具有低時延、低功耗、安全保密等特性，可以解決云端薄弱點。據英國市場公司Omdia統計，邊緣AI芯片市場正在迅速擴展，預計將于2025年達到650億美元。屆時，邊緣AI芯片市場將會是數據中心市場的3倍左右。
而賽靈思Versal ACAP產品組合此前主要針對云與網絡領域，并已完成了7nm節點的量產。本次，賽靈思則針對邊緣市場推出了Versal AI Edge，這將在智能視覺、無人機、協作機器人、ADAS與自動駕駛、內窺鏡、超聲等應用中使用。
Rehan Tahir稱，Versal AI Edge采用了AI引擎陣列，與英偉達的Jetson AGX Xavier GPU相比，具有4倍AI單位功耗性能的優勢。這主要是因為賽靈思采用了專為機器學習優化的AI引擎。
▲Versal AI Edge的AI引擎（來源：賽靈思）
在這款AIE-ML AI引擎中，其乘法器數量翻倍、INT8算力翻倍，原生支持INT4和BFLOAT16。與未經機器學習優化的AI引擎相比，AIE-ML的每顆核心可提供2倍INT8算力，4倍INT4算力和16倍的BFLOAT16算力，時延減半。
在內存方面，AIE-ML的數據內存從32KB提升到64KB，實現了存儲本地化。
此外，賽靈思還提出了新的加速器RAM，該器件可以實現35GB/s的存儲器帶寬，取代了DDR存儲AI計算數據或安全關鍵代碼。與DDR4相比，RAM還可以提升20%的機器學習算力。
▲Versal AI Edge的加速器RAM細節（來源：賽靈思）
Rehan Tahir提到，Versal AI Edge與英偉達Jetson AGX Xavier同為最優配置的情況下，Versal AI Edge的單位功耗性能是Jetson AGX Xavier的4.4倍。而在其他配置下，Versal AI Edge也占有功耗性能優勢。
談到數據如何得出時，Rehan Tahir補充說：“Jetson AGX Xavier的功率估算數據是由其總模塊功耗減去存儲器和I/O功耗得出的。”
▲Versal AI Edge與英偉達Jetson AGX Xavier的單位功耗性能對比（來源：賽靈思）
二、單個芯片完成L3級半自動駕駛控制，計算密度達10倍
在具體應用中，相比賽靈思此前的Zynq產品，Versal AI Edge在算力、面積和功耗上都有很大的提升。
相比Zynq，Versal AI Edge的算力從4TOPS提升到了17.4TOPS，也支持8MP（百萬像素）攝像頭。此前需要3個Zynq芯片才能控制的系統，Versal AI Edge只需要單個芯片就能控制，縮小了58%的面積，功耗也有所下降。
▲Versal AI Edge與上一代SoC的性能對比（來源：賽靈思）
據Rehan Tahir分享，Versal AI Edge可用于ADAS與自動駕駛的各個方面。Versal AI Edge系列能夠令引擎匹配于算法，以標量引擎進行嵌入式計算、人機交互等；自適應引擎則支持汽車的各類傳感器融合；智能AI、DSP引擎則可以進行AI推斷、處理雷達/激光雷達等高級信號等。
目前，Versal AI Edge已通過最高等級的ISO 26262安全認證，也支持Caffe、TensorFlow、PyTorch等多款軟件棧。
另外，在協作機器人和無人機場景中，Versal AI Edge也可以在有限的尺寸、功耗與熱量管理條件下提供所需的AI算例，并支持多種軟件棧。
▲Versal AI Edge支持汽車、機器人及無人機軟件棧（來源：賽靈思）
三、單架構支持全算力區間， 芯片硬件也可在線更新
在介紹了Versal AI Edge的性能優勢和應用案例后，Rehan Tahir強調，Versal AI Edge是全球最靈活且可擴展的邊緣平臺。他提到，Versal AI Edge采用了特定領域架構（DSA），能夠定制化AI、視覺、傳感器等。
而且Versal AI Edge也是唯一一個支持從0-100+TOPS算力區間的邊緣AI芯片。其他的平臺都在部分算力區間上存在空白，需要多個芯片聯動才能支持全算力區間。Versal AI Edge單一平臺就可以滿足客戶的各類需求，可以使部署更加靈活，并在功耗和成本上更具優勢。
▲Versal AI Edge可擴展至所有算力區間（來源：賽靈思）
由于當前AI芯片迭代迅速，賽靈思也為Versal AI Edge提供OAT軟硬件更新。Rehan Tahir稱，與一般的軟件、算法更新不同，Versal AI Edge可以對硬件進行在線升級，并重新配置，進一步提升了產品壽命。
Versal AI Edge也具備動態功能切換（DFx），可以在毫秒內切換功能，通過減少系統組件數量，降低功耗和成本。
最后，Rehan Tahir給出了Versal Edge AI的落地進展。因為Versal Edge AI是Versal系列的新產品，所以現在客戶可以使用Versal AI Core ACAP VCK190評估套件進行原型設計，并在之后遷移到Versal AI Edge上。
結語：賽靈思Versal Edge AI抓住邊緣市場關鍵
邊緣AI芯片依靠其安全保密、無需上傳數據等特性，在安防、自動駕駛和智能制造等領域快速發展。在逐漸成熟的邊緣AI市場中，AI算力往往不是設備性能發展的瓶頸。相反，功耗、散熱、成本成為了邊緣設備最核心的問題。
最近，賽靈思針對邊緣市場推出了多款產品。本次推出的Versal Edge AI則主打成本、功耗、可擴展等優勢，抓住了邊緣市場的關鍵。未來，該產品或許會在汽車、工業等領域發揮更大的作用。
