邊緣計算如何實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)?
邊緣正在銳化。如果有關(guān)注人工智能(AI)的討論,就會發(fā)現(xiàn)有幾個主題推動著人工智能的發(fā)展。雖然生成式人工智能憑借其通過使用大型語言模型(LLM)得出推理智能的類人能力,而成為眾人矚目的焦點,但現(xiàn)在將人工智能應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)中的智能設(shè)備的方式也被認(rèn)為是成熟的。
邊緣與物聯(lián)網(wǎng)
這是物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的計算,因此這就是“邊緣”計算。雖然物聯(lián)網(wǎng)和邊緣這兩個術(shù)語經(jīng)?;Q使用,但必須澄清說明一下,物聯(lián)網(wǎng)是設(shè)備所在的地方,而邊緣計算是在設(shè)備上發(fā)生的事情。為了進(jìn)一步定義,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常需要連接到互聯(lián)網(wǎng)才能工作,而邊緣設(shè)備可能在其生命周期的大部分時間里都處于斷開連接狀態(tài),只是偶爾連接到互聯(lián)網(wǎng)用于處理的云數(shù)據(jù)中心。
為邊緣應(yīng)用創(chuàng)建硬件需要考慮特定的計算性能、功耗和經(jīng)濟(jì)條件的全新設(shè)計??紤]到這些核心動態(tài),IT行業(yè)一直在努力讓邊緣計算變得更好。
物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模
到2030年,預(yù)計將有超過1250億個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng),從智能手機(jī)到攝影頭,再到智能家居設(shè)備等。這些設(shè)備中的每一個都將產(chǎn)生大量用于分析的數(shù)據(jù),其中80%以視頻和圖像的形式存在。到目前為止,盡管已知道物聯(lián)網(wǎng)中存在大量數(shù)據(jù),即使有與云的連接,但也只分析了其中的一小部分?jǐn)?shù)據(jù)。
對隱私、安全和帶寬的日益關(guān)注,導(dǎo)致數(shù)據(jù)在更接近其來源的地方進(jìn)行處理,即在物聯(lián)網(wǎng)的邊緣。那么,人工智能有什么作用呢?目前,人工智能技術(shù)主要是為云計算運營而設(shè)計的,云計算不像邊緣設(shè)備那樣具有成本、功耗和可擴(kuò)展性限制。人工智能邊緣專家Axelera AI認(rèn)為其可以提供幫助。該企業(yè)的Metis AI平臺本月已進(jìn)入早期訪問階段,用于開發(fā)先進(jìn)的邊緣人工智能原生硬件和軟件解決方案。
Axelera AI聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Fabrizio Del Maffeo表示:“Metis AI平臺提供實用的邊緣人工智推理解決方案,滿足開發(fā)下一代計算機(jī)視覺應(yīng)用的企業(yè)的需求。人工智能原生的集成硬件和軟件解決方案簡化了實際部署,提供了用戶友好的開發(fā)和集成路徑。其采用PCIe卡和視覺就緒系統(tǒng)等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外形,簡化了人工智能與業(yè)務(wù)應(yīng)用的集成,滿足當(dāng)今的市場需求。“
什么是數(shù)據(jù)流技術(shù)?
該平臺的核心是Metis人工智能處理單元(AIPU),其基于專有的數(shù)字內(nèi)存計算技術(shù)(D-IMC)和具有“數(shù)據(jù)流”技術(shù)的RISC-V。正如Maxeler Technologies提醒的那樣:“數(shù)據(jù)流計算機(jī)專注于優(yōu)化應(yīng)用中的數(shù)據(jù)移動,并利用數(shù)千個微小‘數(shù)據(jù)流核心’之間的大規(guī)模并行性,在性能、空間和功耗方面提供數(shù)量級的優(yōu)勢。”
Del Maffeo和團(tuán)隊聲稱AIPU提供業(yè)界領(lǐng)先的性能、可用性和效率,而成本僅為現(xiàn)有解決方案的一小部分。該技術(shù)可針對不斷增長的部署項目進(jìn)行擴(kuò)展,并且該企業(yè)的嵌入式安全引擎通過加密保護(hù)數(shù)據(jù)和信息,確保敏感生物識別數(shù)據(jù)的安全。
該技術(shù)集成到AI加速卡、AI加速板和AI加速視覺就緒系統(tǒng)中,可供公眾使用。這使得中小型企業(yè)能夠加快采用速度并簡化現(xiàn)場安裝。使用Metis AIPU開發(fā)的名為Voyager的即點即用軟件開發(fā)套件(SDK),為計算機(jī)視覺應(yīng)用和自然語言處理(NLP)提供了易于使用的用戶友好型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其旨在將人工智能集成到設(shè)備中。
Del Maffeo解釋道:“Voyager SDK為開發(fā)人員提供了一種快速、簡單的方法,為Axelera AI的Metis AI平臺構(gòu)建功能強(qiáng)大的高性能應(yīng)用。開發(fā)人員在一個簡單的YAML配置文件中,以聲明方式描述其端到端管道,其中可以包括一個或多個深度學(xué)習(xí)模型以及多個非神經(jīng)預(yù)處理和后處理元素。SDK工具鏈自動編譯和部署Metis AI平臺管道中的模型,并將預(yù)處理和后處理組件分配給主機(jī)上的可用計算元素,例如CPU、嵌入式GPU或媒體加速器。”
作為消費者,我們最初可能沒有意識到計算能力正在得到這種渦輪增壓。因為,沒有一個普通用戶會思考這些操作是否涉及使用32位浮點數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò),以使用標(biāo)準(zhǔn)反向傳播技術(shù)對人工智能模型進(jìn)行精確訓(xùn)練。
這里需要了解的一點是,人工智能模型通常使用強(qiáng)大、昂貴、耗能的圖形處理單元(GPU)在云數(shù)據(jù)中心中進(jìn)行訓(xùn)練,并且在過去,這些模型經(jīng)常直接用于同一硬件上的推理。Axelera AI的建議是,不再需要此類硬件來實現(xiàn)高推理精度,而當(dāng)今的挑戰(zhàn)是,如何有效地將這些模型部署到在網(wǎng)絡(luò)邊緣運行的成本較低、功耗受限的設(shè)備。
邊緣將繼續(xù)變得更智能、更銳利和更大,我們需確保能夠控制這種新型設(shè)備智能,使其發(fā)揮最大效率。