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CSEM工程师打造可依赖太阳能运行的低功耗AI片上系统

来源:cnBeta
2021/6/18 9:21:25
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导读:近年来,人工智能技术已在许多领域得到了广泛的运用,比如通过机器的振动来预测使用寿命、检测患者的心脏活动、以及在视频监控系统中融入面部识别功能。
  有分析人士指出,此类AI系统的痛点,就是需要耗费大量的电力来运算、或者依赖通向云端的网络连接来辅助计算。对于注重数据安全和隐私防护的客户来说,这也大大地限制了AI的应用场景。
 
  好消息是,CESM工程师们,刚刚提出了一个新颖的解决方案——让AI运算能够在基于微型电池(或光伏发电板)的本地小尺寸装置上运行。
 
  这套人工智能边缘计算方案,能够将数据留在本地完成(而无需上传到云端)。更棒的是,该系统采用了完全模块化的设计,且能够针对需要实时信号/图像处理的任何应用进行定制——尤其在涉及敏感数据时。
 
  据悉,CESM研究团队将在今年6月于京东举办的2021 VLSI电路研讨会上展示现有的装置,上面的集成电路能够执行复杂的AI操作,比如面部/语音/手势识别,以及心脏监测。
 
  CSEM的AI片上系统(SoC)还另了全新的信号处理架构,能够较大限度地减少运行时的功率。
 
  板载带有自研RISC-V处理器的ASIC芯片,以及两个紧密耦合的机器学习加速器——其中一个用于面部检测,另一个则专注于分类。
 
  在二叉决策树(BDT)引擎的加持下,它可用于执行简单的任务,但不能开展识别操作。
 
  CESM片上系统研究主管Stéphane Emery表示:“以面部识别应用为例,系统中的第一组加速器会回答初步的问题,即图像中是否有人?如有检出,则他们的面部是否清晰可见?”
 
  此外在语音识别案例中,第一个加速器可用于确定是否存在噪音、以及该噪声是否与人声匹配,但它并不能分辨出特定的声音或单词,此时基于卷积神经网络(CNN)引擎的第二组加速器能够派上用场。
 
  它能够执行更加复杂的任务,比如识别人物面孔的特征、以及检测特定的单词,但相应的能耗也更高。
 
  通过两者的相辅相成,可最终降低整套系统的功率需求,毕竟大多数时候都只有第一组加速器在运行。
 
  作为研究的一部分,工程师们还提升了加速器本身的性能,使之能够适用于基于时间信号/图像处理的任何应用。
 
  Stéphane Emery补充道:“无论何种应用,我们的系统都以基本相同的方式来运作,所以只需重新配置卷积神经网络引擎的对应层”。
 
  显然,CSEM的这项创新,为配备可独立运行一年多的AI硬件设计敞开了新的大门,同时大大降低了此类设备的安装和维护成本,尤其是部署到那些难以更换电池的地方。
 
  (原标题:CSEM工程师打造可依赖太阳能运行的低功耗AI片上系统)

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