账号:
密码:
CTIMES / 文章 /   
运算速度与峰值效能兼顾 行动运算肩负重任
AI效能不可或缺

【作者: 王岫晨】2022年01月25日 星期二

浏览人次:【1409】
  

近年来,AI、5G与物联网等新兴技术崛起,使得新一代行动装置能透过更智慧、更沉浸式的方式,将使用者体验带到主流市场。包括行动游戏与多媒体应用等不同产业,都期望能加速推动行动装置在创新体验等方面的需求。而新一代行动处理器,为AR、VR、3D影像、高画质行动游戏等崭新应用情境,提供更为优质顺畅的效果。



图一 : 在元宇宙的虚拟应用之下,行动处理器也必须功能上进一步提升。
图一 : 在元宇宙的虚拟应用之下,行动处理器也必须功能上进一步提升。

AI与ML能力不可或缺

Arm客户事业群市场行销总监蔡武男指出,对于行动运算来说,具备AI与ML等能力已经是不可或缺的重点。然而AI与ML也为行动运算带来新的挑战,这是因为随着AI时代的来临,从个别的CPU、GPU、乃至整体系统效能提升后,势必加速AI与ML功能的导入与普及,让行动装置为人们的工作、生活、娱乐等带来更多的可能性。


图二 : Arm客户事业群市场行销总监蔡武男
图二 : Arm客户事业群市场行销总监蔡武男

因此,即便是在有成本考量的主流机种上,也需要运行AI与ML的工作负载,好让更多使用者可以体验各式AI及ML应用。


从以下需求,就可以一窥新一代行动处理所面对的新挑战:


●优化功耗效率:快速运算对功耗与散热处理是相当大的挑战。以最主流的Arm架构处理器来看,均致力于提供高效能低功耗的运算解决方案,每代产品都能提供更为显著的功耗效率提升,并透过全面运算策略,从系统层面来优化功耗与效能表现。



图三 : Arm架构处理器
图三 : Arm架构处理器

●极低延迟:资料位元需要被有效的压缩,以减少频宽,并进行快速的传输、处理、分析,最终能带出最佳的效能与最佳的使用者经验。


●以使用场景为主:AI与ML的普及,将创造许多新的使用场景。这使得Arm未来的产品设计,也将基于Armv9架构的特色,为未来的市场所需,持续开发以使用场景为主(Use case-based)、具有AI/ML及特定处理能力的高效能、低功耗的产品。


●Local Compute需求增加:物联网正带动AI走向终端装置,因此终端装置也必须具备一定程度的运算能力。这也必须透过行动处理器与绘图处理器的结合,来赋予终端装置机器学习所需的能力,达到快速运算的目的。


元宇宙应用需运算速度与峰值效能

元宇宙应用需要更高的解析度、以及更高的帧率。由于元宇宙体验强调沉浸感,这与延迟率有着密不可分的关系。

疫后混合工作模式的兴起,加速了新媒体影音串流、娱乐、游戏、远距办公、线上学习、健身领域的趋势发展,并体现在沈浸式技术的呈现上。在智慧行动市场上,电动车的快速发展带动智慧座舱对于运算处理的需求增加,而元宇宙应用也让可携式穿戴装置蓬勃发展,沉浸式的体验或许将成为行动应用的最终型态,并持续增加使用者体验。


在元宇宙的虚拟环境应用之下,行动绘图处理器也必须要实现功能上的进一步提升,且需要满足五大关键功能:第一是手机平台对游戏与串流影音的高画质、高解析的功能;第二是提供细致的使用者介面,在支援丰富资讯的同时要保持即时与低延迟性;第三是支援更多元广泛的多媒体格式与新一代的Vulkan API,让开发者开拓更多数量的装置,同时提供高能源效率;第四是提供辅助处理AI应用和机器学习运算的能力;第五则是提升对内容保护(Content Protection)技术的应用。


正由于5G普及加上元宇宙等新兴议题持续发酵,也为行动运算市场带来了全新的需求。 Arm资深市场策略经理吕建英指出,这些应用首先都需要更高的解析度、以及更高的帧率。由于元宇宙体验强调沉浸感,这与延迟率有着密不可分的关系。以VR头盔来说,它需要更高的解析度、更高的帧率,但需要更少的频宽、更低的延迟。这就代表运算速度及整体的系统效能必须更为强大,才能快速的处理与压缩资料,以满足这些需求。


图四 : Arm资深市场策略经理吕建英
图四 : Arm资深市场策略经理吕建英

其次是运算资源的最佳配置。由于VR需要极致的运算速度与峰值的效能,因此整个系统能否提供强大且即时的运算能力,并将资源聪明且快速的配置尤其重要。以Armv9-A CPU系列架构为例,其核心提供高扩充性,最高可支援8颗Cortex-X2 CPU 的配置,可以达到极致效能、安全性与机器学习功能,同时间还能确保最佳效率。


另外,例如Mali-G710绘图处理器也提供了注视点渲染功能(Foveated Rendering),也就是在使用者瞳孔看到的区域解析度较高,除了能智慧的降低资源的耗用,又能确保AR/VR的使用者体验。透过这样的完全运算能力,特别是其互连IP Corelink CI-700与NI-700,以及资料压缩技术,在提供运算能力的同时,能确保即时且更有效的资料传输。


最后还有功耗效率、电池续航力等。无论VR、AR装置都朝向无线发展,电池续航力在元宇宙应用场景,以及提升使用者经验上,也是极为重要的一环。行动处理器的开发必须兼顾功耗效率的有显著提升,加上完全运算方案提供的系统优化,以及多核多丛集的设计,在体验元宇宙动、静态不同的情境下,能配置最佳运算资源,有效的达到省电效果,让使用者的沉浸式体验更持久。


异质运算

针对异质运算的趋势发展,Arm 应用工程总监徐达勇也提到,异质运算将没有一体适用的运算架构。由于AI无所不在,应用场域涵盖了从智慧家庭、智慧城市、智慧医疗、智慧工厂等范围,以装置来说,从最小的智慧感测器到云端,都有AI的应用。不同的装置对AI运算效能需求与功耗限制就不同,因此很难有一体适用的架构可以满足所有装置的要求。


此外,特定运算需求也持续增加。不同的应用需要不同的处理器,从CPU、GPU、NPU、MicroNPU 等,这就是特定处理器或特定运算的范畴。从系统和工作负载的角度,在不同的应用场景下,必须找到最优化的架构,以及最合适的处理器配置。


至于开发人员,也需要快速移植演算法。开发人员需要很快将它们的创意演算法,快速的移植到不同的硬体上,例如透过各式开源的工具与软体架构,来协助开发人员极大化AI的效能。


结语

在今天,人工智慧与机器学习主宰了现今的科技世界,对于未来的影响力更是指日可待。从工业界到消费者的生活周遭,在AI与ML的帮助下,整个大环境无不朝着更便利、更智慧的方向迈进。而行动处理器,更成为背后不可或缺的重要推动力,使得一切应用得以实现。


*刊头图(source:arm.com)


相关文章
2022年蜂巢式物联网发展趋势预测
ST:全域快门感测器将成为电脑视觉应用首选成像技术
聪明部署边缘节点 实现灵活工业运行环境
车辆即平台 软体定义汽车方兴未艾
简化嵌入式边缘 AI 应用开发的步骤
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新品
mbed
原厂/品牌:RS
供应商:RS
產品類別:
Arduino
原厂/品牌:RS
供应商:RS
產品類別:
Raspberry Pi
原厂/品牌:RS
供应商:RS
產品類別:
  相关新闻
» 联发科多元产品布局拓展全球市占率 预期今年营收成长20%
» 英特尔推出Open IP资料中心浸没式液体冷却解决方案及叁考设计
» 希捷科技扩大Xbox Series储存容量
» [COMPUTEX] AMD展示高性能游戏、商用及主流PC技术
» [COMPUTEX] 友达数位首次展出无尘室清洁机器人与智?巡检模组
  相关产品
» 瑞萨RA系列MCU加密演算法套件获得CAVP认证
» 宇瞻旗下ZADAK推出TWSG4S PCIe Gen4 x4固态硬碟
» Microchip推出精确时标系统 独立时间源以保护关键基础设施
» Diodes推出PCIe 3.0封包切换器IC 提高传输效能及可靠性
» Openfind MailGates 6.0全面升级 高效抵御攻击守护企业资安
  相关资源
» Power Management Solutions for Altera FPGAs

AD


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2022 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29号11楼 / 电话 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw