星空-灵活拓展计算硬件结合关键技术专长，NXP赋能端侧AI/ML全覆盖

2024-12-21

[导读]从市场趋向来看，智能互联装备的数目估计到2030年将跨越500亿台。按照猜测，智能家居市场在2021到2025年间的复合年增加率将到达20%，AI半导体收入到2025年估计到达750亿美元。同时，约50%的汽车将在2030年实现电气化和L2辅助驾驶，5G也将在2026年笼盖全球约60%的地域。这些趋向注解，边沿智能将在各个范畴中继续快速增加和立异。跟着物联网装备数目的敏捷增添，传统中间化处置模式正面对庞大的带宽和延迟压力。为了应对这些挑战，边沿智能逐步成为必不成少的解决方案。从市场趋向来看，智能互联装备的数目估计到2030年将跨越500亿台。按照猜测，智能家居市场在2021到2025年间的复合年增加率将到达20%，AI半导体收入到2025年估计到达750亿美元。同时，约50%的汽车将在2030年实现电气化和L2辅助驾驶，5G也将在2026年笼盖全球约60%的地域。这些趋向注解，边沿智能将在各个范畴中继续快速增加和立异。跟着边沿智能在工业物联网（IIoT）范畴的利用不竭深切，系统的复杂性也在增添。边沿智能在工场主动化、医疗健康、楼宇和能源治理、聪明家庭等场景中饰演侧重要脚色，首要面对以下挑战：起首，系统的异构性使得分歧装备之间的互操作变得坚苦。例如，工场主动化中的边沿节点需要与各类传感器、节制器和机械人协同工作，这些装备常常来自分歧厂商，遵守分歧的通讯尺度。实实际时节制和数据同享需要系统具有高度的兼容性和矫捷性。其次，边沿智能中的数据处置和阐发使命复杂且资本有限。例如，医疗健康范畴中，患者监测装备生成年夜量数据，边沿节点需及时处置以撑持大夫决议计划。分歧类型的装备需要数据融会和阐发，这对算法效力提出了更高要求。另外，系统的可扩大性和治理难度跟着利用场景增添而上升。在楼宇和能源治理中，边沿节点需治理多种能源装备，以实现能效优化。跟着装备数目增添，系统必需具有动态扩大能力，顺应不竭转变的需求。毗连带来的信息平安问题也是边沿智能面对的重年夜挑战之一。在IIoT情况中，边沿节点与装备的频仍通讯增添了进犯面，轻易遭到收集进犯和数据盗取要挟。是以，边沿智能系统必需在数据传输、存储和处置环节增强平安办法，如加密通讯和身份验证，以保障系统平安和用户隐私。在近日召开的恩智浦平安边沿处置营业媒体沟通会上，我们领会到了恩智浦若何帮忙客户应对这类软硬件的系统复杂性。“我们需要将底层处置与我们的手艺特长伶俐地组合，以一种更有用也更成心义的体例打造一套完全的系统级解决方案，用以更好地解决客户的问题，带来更好的用例，和实现我们试图实行的利用。”恩智浦全球资深副总裁、工业和物联网边沿营业总司理Charles Dachs分享到。可拓展的底层计较硬件，周全笼盖端侧计较需求恩智浦（NXP）致力在为边沿智能供给可拓展的底层计较硬件，以应对工业物联网范畴日趋增加的复杂性和需求。经由过程供给矫捷的硬件平台，恩智浦帮忙客户在多样化的利用场景中实现高效的计较能力。恩智浦的边沿计较硬件不但可以或许撑持复杂的数据处置使命，还具有超卓的能效表示，顺应多样化的工业和消费利用需求。恩智浦的产物线路图笼盖了从传统MCU到跨界处置器，再到利用处置器的分歧条理计较需求。从几十兆赫的传统MCU到GHz级此外跨界处置器，再到更高主频和更复杂的多核利用处置器，恩智浦的产物结构十分普遍，可以或许有用应对软硬件系统复杂性。这类周全性对应对日趋增加的软硬件系统复杂性相当主要。“现实上，没有几多公司可以或许供给全部处置进程的解决方案，涵盖从传统MCU到跨界处置器，再到利用处置器的完全产物链。”Charles Dachs强调，“跟着分歧细分市场的复杂性增添，对软件的需求也在不竭上升。恩智浦不但供给硬件，还为客户供给本身的软件开辟东西，使客户可以或许轻松地在全部丰硕的产物系列中进行软件重用和复用，以应对不竭上升的软件复杂性。”经由过程整合底层处置与手艺特长，恩智浦致力在为客户打造更有用的系统级解决方案，助力各行业利用的实现和用例的晋升。在需要永远在线和极低功耗的端侧系统中，MCU负责及时性高的处置和相对较小的数据处置使命。在这方面，NXP主推本年新定名的MCX系列，包罗5个子系列：MCX N率先在MCU中集成NPU以撑持边沿人工智能和机械进修，定位在高机能的高级旌旗灯号处置；MCX A具有高机能智能外设，合用在主流和普遍的利用场景；MCX C专为入门级低功耗利用设计，具有极具竞争力的价钱；MCX L是超低功耗系列，合用在始终在线的装备，特殊合适需要延续供电或手持的利用；MCX W则是平安、互联的窄带微节制器，连系了ZigBee、Thread和蓝牙等和谈，知足特定毗连需求。NXP还打算进一步扩大更多产物，以应对不竭增加的利用需求。可以或许处置复杂的计较使命，如多媒体处置、音频旌旗灯号处置和机械进修推理的系统中，需要的是利用处置器（MPU）作为计较年夜脑。在此范畴，NXP供给了丰硕型号的i.MX9系列。这些处置器撑持异构多核计较，集成了Cortex-A和Cortex-M内核。此中i.MX 91是入门级处置器，具有较高的性价比，合用在根本利用场景。而i.MX 95和i.MX 93均集成了NPU，可高效处置AI和机械进修使命；i.MX 95相较在i.MX 93具有更多内核，合适高机能多媒体利用。同时，所有的这些处置器都具有功能平安特征，可以或许运行在Linux平台上。而在需要更复杂的处置、图象、音频等功能，同时连结必然能效的系统中，MCU和利用处置器都显得不敷合适，而由NXP在昔时率先提出的跨界处置器这一产物类型，则是更好的选择。2017年10月，NXP首款跨界处置器推出，连系了MCU的及时性与利用处置器的高机能特征。尔后该类产物家族不竭拓展，本年来到了最新的i.MX RT700系列，这一系列也将逢迎端侧AI/ML利用对计较硬件的要害要求。 Charles对RT700进行了重点讲授，这是首款集成NPU的跨界处置器，可以或许撑持边沿侧的人工智能和机械进修使命，与前几代产物比拟，其功耗有显著下降。因为其集成了GPU以撑持多媒体处置，是以特殊合用在AR眼镜等产物，特别合适穿着装备、医疗装备和智能家居利用。RT700包括两个Cortex-M内核、两个DSP和一个NPU，共五个内核，以供给壮大的并行计较能力。另外，NXP还供给了eIQ东西，帮忙客户轻松进行模子的开辟、练习、摆设和测试，这使RT700的开辟进程变得加倍简单便捷。在需要低功耗的持续处置场景，RT700系列为客户解决复杂利用供给了高效的硬件撑持。平安+AI+毗连三年夜要害手艺特长，筑就智能端侧方案竞争力为了帮忙客户应对愈来愈复杂的边沿系统开辟，仅仅需要可拓展的底层硬件是不敷的，还需要来自其他要害手艺范畴的撑持、和中心件和软件的融会，才能组成一个完全的系统方案。而这恰是NXP比拟其他厂商的独到的地方，不但有可拓展的底层计较硬件笼盖了各类端侧计较需求，还周全笼盖了12年夜手艺范畴，供给手艺特长。恩智浦今朝界说了12个重点手艺范畴，包括有信息平安、毗连、人工智能和机械进修、图象和显示、触摸、机电节制、功能平安、收集毗连、语音、视觉、能源转换和低功耗。每一个范畴都投入了年夜量的研发资金，以确保可以或许供给真正怪异的产物给到客户。而在此次媒体沟通会上，Charles重点介绍了NXP在功能平安、毗连手艺和AI/ML三年夜手艺范畴的冲破。【EdgeLock平安手艺：从端到云，从现代加密到将来量子加密】在一切产物研发进程中，平安都要作为重要斟酌。在IIoT的今天，要实现的是从装备端到云真个周全平安保障。NXP供给了笼盖分歧平安品级需求的硬件方案，既包罗根本且经济高效的平安性，也涵盖更高级此外平安保障，并集成了真实的硬件平安区域（EdgeLock™平安区域），这使得其在市场中具有较着的竞争优势。 NXP还供给自力的平安微节制器，专门用在治理系统中的平安使命，进一步加强了产物的平安性。例如EdgeLock™ SE050平安芯片，专为需要极高信息平安庇护的利用而设计，与NXP的处置器连系可以供给最顶级的信息平安防护。经由过程采取完全的硬件和软件连系的平安方案，NXP可以或许确保基在其处置能力构建的根本举措措施免受日趋频仍的歹意软件进犯。不但如斯，NXP在产物层面以外，还供给了完全的云根本举措措施，以便客户治理其微节制器中的平安密钥，构成了硬件、软件与云办事的三位一体模式。EdgeLock 2GO是NXP供给的密钥注入和治理办事，为客户的装备供给密钥治理的云端撑持，确保从装备到云的端到端平安。NXP是少数能供给这类完全解决方案的公司之一，从硬件到终端装备，经由过程云办事，NXP为客户供给了真实的信赖根。例如，借助平安边沿的能力，NXP成为首家取得Matter认证的公司，进一步证实了其在平安范畴的领先地位。面临将来量子计较带来的挑战，NXP也走在了前列。Charles是首家为量子计较加密做好预备的平安芯片公司。因为客户装备和根本举措措施的利用周期常常长达十多年，量子计较对现有加密手艺的潜伏要挟使得对将来平安的预备愈发主要。NXP经由过程供给具有量子平安特征的处置解决方案，为客户的长周期利用供给保障，表现了其对市场趋向的前瞻性洞察，和经由过程立异为客户缔造价值的许诺。【eIQNPU+eIQ软件框架：立异机械进修解决方案，周全笼盖硬件与软件的AI/ML撑持】在端侧的AL/ML方面，NXP经由过程eIQ NPU硬件加快器和eIQ软件东西包的连系，构成了一个完全的机械进修解决方案，撑持从低算力MCU到高算力利用处置器，合用在普遍的边沿AI利用场景。硬件方面集成了32位微节制器、跨界MCU、利用处置器等，并连系eIQ软件框架撑持AI模子的开辟和摆设，笼盖从数据收集、标注、练习到摆设的完全流程，合用在从低算力MCU到高算力利用处置器的硬件平台，知足普遍的工业物联网和边沿AI需求。值得一提的是，NXP的AI/ML加快器（即eIQ Neutron神经处置单位）供给从10 GOPS到多TOPS的普遍算力撑持，可以或许应对分歧复杂度的AI使命，合用在各类边沿利用场景。当前可供给的示例包罗号令辨认、机械视觉、异常检测、收集平安、身份辨认和家用装备的能效优化等，这些解决方案可以帮忙客户在智能家居、工业主动化和物联网中实现AI赋能。恰是凭仗着这类壮大的软硬件能力耦合，在端侧装备上运行年夜说话模子成了可能。“因为延迟和隐私监管方面的缘由，愈来愈多的AI/ML功能将走向边沿。现在，良多功能，特别是看到这些很是进步前辈的AI/ML模子时，都是在云端实现的。”Charles分享到，“就在几个月前，我们展现了在我们的i.MX 9系列产物上，可以在边沿运行年夜说话模子，乃至无需毗连到云端。是以，此刻可以真正启用不需要云毗连的利用，装备可以变得智能和自立，并自行做出决议计划。” 【调集所有毗连元素，实现无缝毗连体验】在毗连方面，NXP产物撑持的多种无线毗连尺度，包罗Wi-Fi、蓝牙（Bluetooth）、Thread、Zigbee、超宽带（UWB）、和NFC等。这些毗连选项使得NXP的产物在智能家居、工业物联网等范畴可以实现无缝毗连和通讯，知足多样化的需求。 NXP的毗连手艺具有杰出的扩大性、顺应性和不变性，可以周全集成到其他恩智浦产物中。凭仗着普遍毗连能力和可拓展的处置能力连系，NXP为客户供给了多套矫捷且高效的边沿计较和物联网解决方案。 Charles强调，NXP是独一一家具有让客户拜候智能毗连装备所需的所有分歧毗连元素的公司，若何将其与底层处置能力相连系，是恩智浦可以帮忙生态系统和帮忙客户开辟其用例的要害之一。端侧AI/ML将无处不在，NXP赋能IIoT智能边沿凭仗着矫捷可拓展的底层计较硬件，加上多项要害手艺特长，NXP正在帮忙端侧AI/ML手艺不竭渗入到工业物联网的各个方面。从制造业抵家庭智能装备，机械进修模子在边沿实现将会实现更多的利用。在此次媒体沟通会现场，Charles也经由过程几个具体的案例，展现了NXP是若何帮忙客户将AI/ML手艺无缝融入IIoT范畴中，实现智能决议计划、优化能效和晋升用户体验。在电开工具范畴，NXP连系AI/ML和机电节制手艺，供给了单芯片解决方案（MCX N947），实现了电开工具中的主动住手功能和机电节制。MCX N系列芯片撑持当地模子推理，eIQ东西帮忙客户开辟解决方案。这一解决方案在单一芯片上实现了马达节制与AI功能的连系，典型利用是电开工具在碰到特定环境时主动住手。在电力转换范畴，NXP的MCX N系列和MCX W系列相连系，为逆变器和储能产物供给了一整套AFCI（拉弧检测）功能的解决方案。经由过程处置、毗连和AI/ML能力的连系，确保供给最高效的电力转换解决方案，并供给当地尝试室和手艺撑持，助力客户快速实现功能落地。在医疗范畴，NXP将AI/ML与声音检测相连系，利用在传统的呼吸机中，用在辨认患者的打鼾声，将其从其他声音平分离出来，从而庇护患者。该解决方案连系了i.MX RT系列处置器和相干软件，实现了处置与AI/ML的集成利用。在智能工场中，NXP的AI/ML手艺用在视觉检测，帮忙提高效力和正确性。NXP供给了包括MCU、MPU和毗连方案的完全解决方案，普遍利用在聪明工场中，并撑持多个生态合作火伴，以模组级或方案级产物情势加快客户的开辟和量产。在家用电器范畴，NXP的语音节制手艺正获得普遍利用，撑持多说话能力。NXP的VIT Speech to Intent引擎可在任何微节制器上运行，撑持多说话语音节制，合用在面向全球市场的家电产物。在边沿利用年夜型说话模子方面，NXP的i.MX 95处置器连系PMIC和毗连芯片，供给了一整套合用在家庭和工场情况中进行智能决议计划的解决方案，实现了无需云毗连的当地年夜说话模子推理。预期在将来，端侧AI/ML将会迎来爆发。这类爆发的利用，其实不是单一终端、单一形态，而是会像IoT终真个千奇百态一样，取决在现实的利用场景和利用需求，模子笼盖到从几千个到数亿个参数目、算力从几个GOPS到几个、几十乃至上百TOPS不等。客户必须按照现实需求在参数数目和算力方面做出均衡和弃取，而NXP为他们供给了一系列绝佳的方案选择。 “对端侧AI和ML来讲，实现几十TOPS其实不难，坚苦的是以一种很是节能的体例实现它。”Charles说到，“恩智浦专注在在边沿运行人工智能，而不是在云真个AI。我们专注在我们身旁的装备上，为它们供给额外的智能和功能。”