快訊

過失致死刑責太低?政院擬通過「李義祥條款」:最重判10年

超跑小牛撞大牛!國道3車追撞 超跑維修費百萬起跳

邊緣運算需求引爆 軟硬體協同開發是最大挑戰

圖二 : 對AI運算處理進行優化,讓終端設備提升ML能力。
圖二 : 對AI運算處理進行優化,讓終端設備提升ML能力。

【作者: 王岫晨】

智慧生活相關裝置不斷增加,這也展現出了邊緣運算的重要性。

許多邊緣運算裝置是採用電池供電,因此對於系統的功耗有很高的要求。

這些裝置也必須對隱私數據進行保護,讓核心運算在邊緣端可以更安全。

AI正逐步深入生活的各層面,許多裝置都漸漸需求更高的運算效能。事實上,智慧生活相關的裝置,越來越多普遍都必須依賴AI演算法。這些應用場景對低功耗和安全性都有很高的要求,這就展現出了邊緣運算的重要性。

邊緣運算裝置有許多是採用電池供電,因此對於系統的功耗有很高的要求,用來延長系統的工作時間。此外,這些裝置往往需要處理個人隱私數據,比如臉部特徵、聲音特徵等,因此必須對隱私數據進行充分的保護,讓核心運算在邊緣端可以更安全的實現。

軟硬體協同開發是最大挑戰

邊緣運算需要充分利用嵌入式設備來完成,因此需要對軟體演算法進行充分優化,更高效利用硬體特殊結構,如DSP、GPU、與神經網路加速器等。

恩智浦半導體大中華區邊緣運算事業部產品行銷經理弋方指出,目前邊緣運算最大的挑戰是在於軟體與硬體的協同開發。邊緣運算需要充分利用嵌入式設備來完成,因此需要對軟體演算法進行充分的優化,更高效的利用硬體的特殊結構,如DSP、GPU、與神經網路加速器等。

而此時,客戶將會需要整套完整的解決方案,包含軟體開發環境、高效的推理引擎、用來快速地將演算法移植到嵌入式平台,以實現邊緣運算。

面對這樣的需求,NXP從硬體和軟體兩個方面來提高智慧終端應用裝置的效能。NXP推出了eIQ這一種開發工具,包含了常用的推理引擎,可以讓客戶應用在設計的快速部署上。在人臉辨識應用中,NXP推出基於MCU和MPU的不同方案,可覆蓋多種不同的應用場景。

隨著5G興起與AI的擴大應用,弋方也認為,5G帶來更大的頻寬、更低的延遲,同時也帶來更多的應用場景,如AR/VR、工業乙太網、智慧交通等,而AI的擴大應用,對邊緣運算的安全性和時效性也提出了更高的要求。這些需求的產生,未來NXP也將會持續開發新一代的產品線,來應對市場所需。

AI驅動智慧物聯字

智慧物聯網是AI趨勢下驅動的一個市場方向,其應用也將擴及至智慧交通、環境保護、政府工作、公共安全、工業監測、智慧醫療、水質監測、商品追蹤、智慧製造等多個領域,也可能徹底顛覆公部門對各項公共設施的維運管理,進而改變人們工作、生活與商業營運的方式。

Arm首席應用工程師沈綸銘指出,在智慧物聯的架構之下,運算正由雲端轉移到邊緣。隨著人工智慧技術日益成熟,智慧運算已可在資源受限的邊緣執行。各式應用智慧物聯需求,驅動著運算從雲端伺服器到邊緣運算裝置上。這種轉移的重要性可分別從幾個面向探討:

‧ 釋放更多的應用可能性:不再受限雲端伺服器成本以及雲端傳輸延遲,提供使用者更多樣性的應用服務;

‧ 更好的隱私保護:使用者不需要將本地的資料上傳雲端伺服器進行運算,可避免有心人士惡意的攻擊。

‧ 提升智慧物聯的速度與效能:因智慧終端裝置數的增加,邊緣運算可以加速智慧物聯的速度,並分擔運算中心的運算與效能需求,將運算技術下放到終端除了可以縮短反應時間,更可以提升智慧應用的效率。

所謂智慧終端,即是在原本裝置上需要具備AI算力與安全性的能力。以Arm目前的產品為例,M55與U55是Cortex-M系列產品經過這兩方面需求強化下的下一代產品,AI算力是原M4的480倍,並具有TurstZone功能,更能符合智慧物聯的安全性需求。

軟硬體整合

建置安全的物聯網需要軟硬體整合。Arm在其解決方案上,也是從這兩方面來解決客戶的問題。這包括了IP解決方案與管理平台解決方案等。

IP解決方案

運算與儲存能力的提升:Arm可提供很廣的IP組合(Portfolio),以CPU為例:從最高效能的CPU Cortex A、針對企業用戶的Neoverse系列、針對即時系統的Cortex –R,以及針對低功耗物聯裝置的Cortex M系列。

‧ 能耗與效率的提升與平衡:Arm最新的M55針對ML運算導入了Helium新的技術,相較於以往Cortex-M系列處理器強化了15倍ML效能的算力,同時功耗只增加一倍,搭配U55又能再次增強32倍的ML算力,對邊緣運算需求的趨勢,是能夠兼顧能耗與效能的平衡方案。

‧ 如何讓可連線的裝置更安全 - M55導入了TrustZone功能,搭配Corstone-300子系統可以整合Cryptocell-312安全性IP能提供更高的安全性防護。

管理平台解決方案

隨著這麼多裝置同時連網,大量資訊的碎片化與多樣化問題就會浮現。為了解決這難題,Arm推出了Pelion物聯網平台, 提供安全解決從裝置到資料之間複雜難題的解決方案。這個物聯網平台能一站管理連接、裝置與資料,幫助企業連接並管理全球網路中任何可信任的物聯網裝置,從中提取即時資料,加速實現部署物聯網的價值。

‧ 資料管理(Data Management Services)

當資料爆量,就需要一個資料管理服務,將物聯網裝置中可信任的資料與企業中相關的資訊連結,透過預測性分析隨時更新及優化資料,取得有意義的洞察。

‧ 裝置管理(Device Management Services)

裝置管理則是可以安全、可靠地加入、連接和更新各類物聯網裝置,並進行生命週期管理,部署於企業內部(on-premises)或者雲端。

‧ 連接管理(Connectivity Management Services)

想要做國際物聯網的生意,跨國能力就很重要。只需一份全球性合約,連接管理平台即可簡單、安全、經濟且高效率地連接不同網路標準的各類物聯網裝置。

圖一 : Arm針對邊緣運算推出Pelion物聯網管理平台
圖一 : Arm針對邊緣運算推出Pelion物聯網管理平台

針對AI運算處理進行優化

Cortex-M55與U55具備針對AI算力的增強,相較以往Cortex-M產品針對AI運算處理做更進一步的優化,並且增加了 TrustZone 功能以符合市場安全性的需求,並且Arm針對M55與U55提供單一的開發工具環境能簡化開發者工具的複雜度,採用M55與U55透過Arm生態系統結合後,不但降低風險,同時可加速產品上市時程。

結語:引爆邊緣運算需求

而在5G技術逐漸邁向商用之際,Arm首席應用工程師沈綸銘認為,相較上一代的4G技術,

【欲閱讀更豐富的內容,請參閱CTIMES雜誌 2020 年第 344 期 6 月號】

2020年6月(第344期)來自邊緣的你:每個邊緣都是關鍵
2020年6月(第344期)來自邊緣的你:每個邊緣都是關鍵

相關新聞

搶挖美國人才 中國期望在EDA產業彎道超車

高速網路是科技發展的必要推手, 描繪了智慧萬物自然協作的剪影。 而智慧功能帶來的大量運算、終端裝置所需的互連需求, 在在推進了邁向高頻網路世代的進程—— 毫米波,成了這場演進的必然經歷。 挾帶大頻寬、低延遲與超高速的傳輸特色, 毫米波集結了5G頻譜的顯性優勢於一身。 5G網路的應用潛能將會如何激發? 鎖定焦點,勢必落在最耀眼的毫米波上。

USB 4實現更高傳輸速度

欲擺脫「慘業」汙名, 顯示業者積極發展高值化的產品與應用, 於是智慧顯示的旗號相應而起。 目標就是針對垂直應用的領域,發展專屬的顯示解決方案, 藉此提高產品的價值, 避免再落入產能與價格的惡性競爭。 當前,顯示高值化的應用市場共有三大領域, 分別為工業、車用顯示、以及醫療顯示。 本期的封面故事即以智慧顯示為主題, 分別探敘前述三個領域的顯示技術與應用關鍵。

智慧顯示應用全面啟動 大尺寸、可彎曲與低功耗成關鍵

欲擺脫「慘業」汙名, 顯示業者積極發展高值化的產品與應用, 於是智慧顯示的旗號相應而起。 目標就是針對垂直應用的領域,發展專屬的顯示解決方案, 藉此提高產品的價值, 避免再落入產能與價格的惡性競爭。 當前,顯示高值化的應用市場共有三大領域, 分別為工業、車用顯示、以及醫療顯示。 本期的封面故事即以智慧顯示為主題, 分別探敘前述三個領域的顯示技術與應用關鍵。

台灣醫療顯示器10年內有機會達陣得分

欲擺脫「慘業」汙名, 顯示業者積極發展高值化的產品與應用, 於是智慧顯示的旗號相應而起。 目標就是針對垂直應用的領域,發展專屬的顯示解決方案, 藉此提高產品的價值, 避免再落入產能與價格的惡性競爭。 當前,顯示高值化的應用市場共有三大領域, 分別為工業、車用顯示、以及醫療顯示。 本期的封面故事即以智慧顯示為主題, 分別探敘前述三個領域的顯示技術與應用關鍵。

AI強勢來襲 物聯終端運算需求急遽增溫

高速網路是科技發展的必要推手, 描繪了智慧萬物自然協作的剪影。 而智慧功能帶來的大量運算、終端裝置所需的互連需求, 在在推進了邁向高頻網路世代的進程—— 毫米波,成了這場演進的必然經歷。 挾帶大頻寬、低延遲與超高速的傳輸特色, 毫米波集結了5G頻譜的顯性優勢於一身。 5G網路的應用潛能將會如何激發? 鎖定焦點,勢必落在最耀眼的毫米波上。

打造垂直貫穿OT、IT層的AIoT智能工廠

高速網路是科技發展的必要推手, 描繪了智慧萬物自然協作的剪影。 而智慧功能帶來的大量運算、終端裝置所需的互連需求, 在在推進了邁向高頻網路世代的進程—— 毫米波,成了這場演進的必然經歷。 挾帶大頻寬、低延遲與超高速的傳輸特色, 毫米波集結了5G頻譜的顯性優勢於一身。 5G網路的應用潛能將會如何激發? 鎖定焦點,勢必落在最耀眼的毫米波上。

商品推薦

udn討論區

0 則留言
規範
  • 張貼文章或下標籤,不得有違法或侵害他人權益之言論,違者應自負法律責任。
  • 對於明知不實或過度情緒謾罵之言論,經網友檢舉或本網站發現,聯合新聞網有權逕予刪除文章、停權或解除會員資格。不同意上述規範者,請勿張貼文章。
  • 對於無意義、與本文無關、明知不實、謾罵之標籤,聯合新聞網有權逕予刪除標籤、停權或解除會員資格。不同意上述規範者,請勿下標籤。
  • 凡「暱稱」涉及謾罵、髒話穢言、侵害他人權利,聯合新聞網有權逕予刪除發言文章、停權或解除會員資格。不同意上述規範者,請勿張貼文章。