賽靈思公司日前宣布推出Kria自適應(yīng)系統(tǒng)模塊(SOM)產(chǎn)品組合，這款可量產(chǎn)化的小尺寸嵌入式板卡具備完整的軟件堆棧與預(yù)構(gòu)建的加速應(yīng)用，可在基于邊緣的應(yīng)用中實現(xiàn)快速部署。賽靈思工業(yè)、視覺、醫(yī)療及科學(xué)(ISM)市場總監(jiān)ChetanKhona在接受媒體采訪時表示，與芯片縮減設(shè)計(chip-downdesign)相比，KriaSOM允許開發(fā)者從設(shè)計周期中更為成熟的節(jié)點入手，進(jìn)而將部署時間縮短多達(dá)9個月。

SOM的準(zhǔn)確定義是“位于系統(tǒng)核心的小尺寸嵌入式PCB(包括處理器、DDR、外設(shè))”，屬于板卡級而非芯片級設(shè)計，直接插入最終產(chǎn)品即可進(jìn)行生產(chǎn)部署。這與賽靈思面向數(shù)據(jù)中心推出Alveo解決方案的思路一致，都是希望能夠加快部署速度，并通過前期對軟件工具的大量投入，讓沒有FPGA開發(fā)背景的軟件開發(fā)人員同樣可以在設(shè)計環(huán)境里對賽靈思的Alveo/SOM做后續(xù)的開發(fā)。

ChetanKhona援引相關(guān)機(jī)構(gòu)的預(yù)測數(shù)據(jù)稱，SOM市場正以每年約11%的速度增長，預(yù)計到2025年，該市場總收入將達(dá)到23億美元。

KriaSOM產(chǎn)品組合中的首款產(chǎn)品KriaK26，是專門針對智慧城市和智能工廠中的視覺AI應(yīng)用打造的。當(dāng)然，在賽靈思規(guī)劃的路線圖上，我們還看到了面向尺寸和成本受限型應(yīng)用的成本優(yōu)化型SOM，以及能夠為開發(fā)者提供每瓦更高實時計算能力的高性能模塊。

之所以選擇視覺AI領(lǐng)域入手，ChetanKhona解釋說，視覺市場總體呈現(xiàn)多樣化、碎片化的特點，超過70種的視覺用例缺乏統(tǒng)一解決方案。另一方面，精度越來越高的AI模型在早期開發(fā)時，并沒有考慮到如何在尺寸和功耗都受到限制的邊緣設(shè)備上進(jìn)行部署。所以，打造一個擁有更好落地基礎(chǔ)，具備“生產(chǎn)就緒型”特征的視覺AI方案，是賽靈思推出KriaK26的初衷所在。

KriaK26SOM構(gòu)建在ZynqUltraScale+MPSoC架構(gòu)之上，該架構(gòu)具有四核ARMCortexA53處理器、超過25萬個邏輯單元和H.264/265視頻編解碼器。SOM還具備4GBDDR4內(nèi)存和245個IO，使其可以適應(yīng)幾乎任何傳感器或接口。與基于GPU的SOM相比，憑借1.4TOPS的AI算力，KriaK26SOM使開發(fā)者可以創(chuàng)建能以更低時延和功耗提供3倍以上性能的視覺AI應(yīng)用。對于安全、交通及城市攝像頭、零售分析、機(jī)器視覺和視覺引導(dǎo)機(jī)器人在內(nèi)的智能視覺應(yīng)用而言，這一點至關(guān)重要。

下圖對比了基于K26和GPU的SOM在車牌識別應(yīng)用中的性能差異?？梢钥闯?，憑借33幀/秒、5瓦功耗、3流數(shù)量等指標(biāo)，K26SOM在實現(xiàn)1.5倍性能增長的同時，將每視頻流功耗和成本都降低了50%。而且，當(dāng)用戶AI模型發(fā)生變化時，KriaSOM還能夠憑借自適應(yīng)優(yōu)勢實現(xiàn)靈活調(diào)整。

如前文所述，近幾年里，賽靈思在自身工具流方面大力投入，使自適應(yīng)計算更易于為不具備硬件專業(yè)知識的AI和軟件開發(fā)者所使用。這些交鑰匙應(yīng)用免除了所有FPGA硬件設(shè)計工作，只需軟件開發(fā)者集成其定制AI模型、應(yīng)用代碼，并使用熟悉的設(shè)計環(huán)境，如TensorFlow、Pytorch或Caffe框架，以及C、C++、OpenCL和Python編程語言，通過Vitis統(tǒng)一軟件開發(fā)平臺和庫對視覺處理流進(jìn)行選擇性修改。

與此同時，借助這一面向基于軟件設(shè)計的加速應(yīng)用新范例，賽靈思宣布推出首個針對邊緣應(yīng)用的嵌入式應(yīng)用商店。除了面向數(shù)據(jù)中心的Alveo應(yīng)用目錄，賽靈思應(yīng)用商店目前還為客戶提供了來自賽靈思及其生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的廣泛KriaSOM應(yīng)用選擇。賽靈思所提供的是開源加速應(yīng)用，不僅免費提供，而且涵蓋范圍從智能攝像頭跟蹤和人臉檢測到具備智能視覺的自然語言處理。

通過支持標(biāo)準(zhǔn)的基于Yocto的PetaLinux，KriaSOM還能助力嵌入式開發(fā)者實現(xiàn)定制和優(yōu)化。賽靈思有史以來首次宣布將與Canonical合作支持UbuntuLinux，這個Linux發(fā)行版深受歡迎且廣為AI開發(fā)者使用，這也為AI開發(fā)者提供了廣泛的熟悉度，以及與現(xiàn)有應(yīng)用之間的互操作性?？蛻艨梢栽谌魏我粋€環(huán)境中進(jìn)行開發(fā)，也可以選用任何一種方式進(jìn)行生產(chǎn)，兩種環(huán)境都預(yù)構(gòu)建了軟件基礎(chǔ)設(shè)施和實用工具。

以下圖的智能攝像頭應(yīng)用為例，用戶可以通過四種方式與其進(jìn)行交互：第一種就是簡單的編寫軟件；第二種是將設(shè)備中原有的AI模型用客戶自主訓(xùn)練過的AI模型來取代；第三種是用戶可以使用Python、C、C++、OpenCL等語言對FPGA的設(shè)計進(jìn)行改動。在這一過程中，用戶不一定要非常熟悉FPGA語言，因為Vitis工具已經(jīng)提供了包括OpenCB在內(nèi)的通用功能的庫；第四種則是通過賽靈思提供的設(shè)計模型工具對全棧進(jìn)行修改。

KriaKV260視覺AI入門套件為設(shè)計視覺應(yīng)用提供了一款經(jīng)濟(jì)實惠且易于使用的開發(fā)平臺，完全開箱即用，即便在不了解FPGA或FPGA工具的情況下，也能在一小時內(nèi)啟動和運行。該入門套件定價為199美元，用戶可以在此基礎(chǔ)上無縫過渡到KriaK26量產(chǎn)版SOM，包含定價為250美元的商業(yè)版和350美元的工業(yè)版。根據(jù)計劃，KV260視覺入門套件已經(jīng)上市；商業(yè)級KriaK26SOM將于5月出貨，工業(yè)級K26SOM將于今年夏天出貨；基于KriaK26SOM的UbuntuLinux預(yù)計將于2021年7月問世。

ChetanKhona并不認(rèn)為KriaSOM的出現(xiàn)會與合作伙伴的方案形成競爭關(guān)系，反而會形成雙贏的局面。而且，與其他單純基于硬件的方案相比，具備應(yīng)用加速功能的KriaSOM有著自己的價值主張，沒有與合作伙伴形成競爭。