Synaptics Incorporated (Nasdaq: SYNA) a prezentat xMCU, o nouă categorie de microcontrolere capabile să ruleze inteligență artificială multimodală la marginea rețelei (Edge AI), odată cu lansarea seriei Synaptics Astra SR200.
Spre deosebire de microcontrolerele convenționale, limitate de cantitatea redusă de memorie integrată și de puterea de calcul disponibilă, xMCU combină unități de calcul eterogene, concepute nativ pentru AI, cu acceleratoare specializate și memorie DRAM personalizată, de mare lățime de bandă, integrată și extensibilă până la sute de megabyți. Astfel, modele AI mai mari și sarcini multimodale mai complexe pot rula integral pe dispozitiv, fără a necesita procesare în cloud.
Seria Astra SR200 de microcontrolere xMCU este concepută pentru următoarea generație de dispozitive purtabile cu AI, dispozitive de detecție alimentate de baterii, camere conectate, dispozitive de streaming și sisteme industriale de procesare a imaginilor și a comenzilor vocale.
Seria SR200 este alimentată de motorul Synaptics Torq AI, care oferă o arhitectură hardware bazată pe standarde și o experiență unificată pentru dezvoltatori, incluzând unitatea NPU Coral de la Google Research.
De asemenea, aceasta introduce prima combinație din industrie între nucleele Arm Cortex-M85 și Cortex-M52. Împreună cu funcțiile integrate de procesare a imaginilor și a sunetului, precum și cu securitatea bazată pe hardware, seria SR200 oferă avantaje deosebite în ceea ce privește eficiența proiectării sistemelor și reducerea costurilor pentru aplicațiile Edge AI și Physical AI.
Stabilind un nou standard pentru industrie, seria Astra SR200 este proiectată în jurul următoarelor caracteristici fundamentale: putere de calcul ridicată, cu memorie extensibilă; accelerare AI pregătită pentru arhitecturile Transformer; securitate bazată pe siliciu; integrare multimodală; arhitectură cu un consum extrem de redus de energie și domenii de alimentare ierarhizate; precum și un ecosistem software open-source, care oferă dezvoltatorilor libertate de alegere și producătorilor OEM flexibilitate în proiectare.
Seria Synaptics Astra SR200 este lansată în trei game de produse compatibile la nivelul pinilor, oferind producătorilor OEM și dezvoltatorilor o platformă hardware comună și un SDK partajat.
- SR210 este conceput pentru a oferi o putere de calcul de 200 GOPS, fiind optimizat energetic pentru procesarea permanent activă a comenzilor vocale și a datelor de la senzori.
- SR230 adaugă funcții de procesare a imaginilor, suport pentru afișaje și posibilitatea integrării funcțiilor audio, oferind 300 GOPS pentru dispozitive multimodale destinate pieței de masă.
- SR250 oferă 400 GOPS și suport pentru două fluxuri de procesare a imaginilor și două căi de afișare, fiind destinat aplicațiilor Edge solicitante din segmentul premium.
Dezvoltatorii pot scala performanța fără a renunța la investițiile software existente sau la arhitectura sistemului deja implementat.
În seria de microcontrolere xMCU SR200, memoria reprezintă fundamentul arhitecturii, nu un element adăugat ulterior. O arhitectură ierarhizată combină până la 8 MB de memorie SRAM cu memorie DRAM personalizată, extensibilă, de mare capacitate și lățime de bandă ridicată, care poate ajunge la sute de megabyți pe măsură ce modelele AI și sarcinile de procesare devin mai complexe.
Concepută pentru cerințele de latență, retenție a datelor și consum energetic specifice sistemelor Edge AI, această arhitectură poate executa sarcini de procesare cu o treime din consumul energetic al memoriei DRAM convenționale utilizate în sistemele obișnuite. Astfel, în majoritatea aplicațiilor, este eliminată necesitatea unei memorii externe costisitoare, cu o fracțiune din consumul energetic al unui sistem convențional.
În centrul acestei familii de produse se află motorul Synaptics Torq AI, care integrează unitatea NPU Coral și este optimizat pentru latență redusă și execuție eficientă energetic a sarcinilor de învățare profundă, inclusiv rețele neuronale convoluționale (CNN), rețele Transformer și rețele complet conectate.
Compilatorul său open-source MLIR/IREE este compatibil cu framework-uri și formate de modele standardizate în industrie, înlocuind lanțurile de instrumente proprietare ale furnizorilor. Astfel, experiența Coral în domeniul Edge AI este extinsă către dispozitive IoT cu un consum energetic extrem de redus, care funcționează permanent.
Un nucleu de înaltă performanță, capabil să atingă frecvențe de până la 800 MHz, gestionează sarcinile de control, multimedia și procesare intensivă de scurtă durată, în timp ce un nucleu eficient energetic se ocupă de combinarea permanentă a datelor provenite de la senzori, de conectivitate și de inferența AI cu un consum redus de energie.
Un procesor DSP Cadence Tensilica HiFi 5 opțional oferă capacități dedicate pentru procesarea audio și pentru învățarea automată acustică, în timp ce un domeniu permanent activ gestionează detectarea activității vocale, măsurarea timpului și funcțiile de activare a dispozitivului.
Seria SR200 integrează un motor de securitate pe mai multe niveluri, care combină izolarea hardware, accelerarea operațiilor criptografice, detectarea tentativelor de manipulare fizică, gestionarea ciclului de viață al dispozitivului și pornirea securizată (secure boot).
Implementarea urmărește conformitatea cu cerințele de certificare PSA Level 3 și CC EAL4+, oferind protecție împotriva atacurilor software și fizice.
Platforma pune la dispoziție o gamă largă de periferice și interfețe de conectivitate, inclusiv octal SPI de mare viteză, interfețe de stocare SDIO și eMMC, UART, SPI, I2C, I3C, PWM, USB 2.0 și numeroase interfețe GPIO cu consum redus de energie.
Variantele destinate aplicațiilor industriale adaugă Ethernet de 1 Gb cu suport IEEE 1588 TSN și două interfețe CAN-FD, permițând comunicații deterministe și control industrial în timp real pentru aplicații Physical AI și robotică.
Prin suportul pentru sistemul de operare în timp real Zephyr RTOS și pentru compilatorul NPU open-source Torq, seria SR200 oferă performanțe și eficiență energetică remarcabile, contribuind la definirea unei noi categorii de experiențe bazate pe microcontrolere pentru Edge AI și Physical AI.
Vikram Gupta, vicepreședinte senior și director general al diviziei Edge Compute & Connectivity, Synaptics:
„Următorul val al inteligenței artificiale va fi definit de dispozitive capabile să-și înțeleagă mediul și să acționeze local, respectând în același timp cerințe stricte privind consumul de energie, costurile și dimensiunile fizice.
Prin seria Astra SR200, introducem o nouă categorie, xMCU, care aduce capabilități specifice procesoarelor de aplicații în domeniul microcontrolerelor, permițând rularea unor sarcini AI multimodale care, în mod tradițional, necesită Linux și memorie DRAM discretă.
Această platformă oferă clienților o bază scalabilă pentru o gamă largă de aplicații, de la detecția inteligentă până la sisteme avansate Edge AI și Physical AI.”
Yossi Matias, vicepreședinte și director al Google Research:
„Tehnologiile deschise și parteneriatele solide sunt esențiale pentru a face inteligența artificială Edge mai accesibilă.
Colaborarea noastră continuă cu Synaptics combină platforma Coral cu hardware-ul scalabil și ecosistemul de dezvoltare Astra pentru a alimenta următoarea generație de dispozitive de clasă wearable.
Împărtășim aceeași viziune: transformarea cercetării avansate în produse reale, oferindu-le dezvoltatorilor posibilitatea de a crea experiențe mai rapide, mai utile și mai receptive.”
About the Author
