iWaveのAgilex™ 5システムオンモジュールによるエッジでのAI活用

人工知能（AI）は組込みコンピューティングの概念を急速に変革しつつあり、ロボティクス、産業用オートメーション、医療機器といった分野における次世代ソリューションを支えています。データ処理がエッジ側へとますます移行する中、低レイテンシかつ高いカスタマイズ性を備え、効率的なAIパフォーマンスを実現するプラットフォームが不可欠となっています。

iWaveのiW-RainboW-G58Mシステムオンモジュール（図1）は、AlteraのAgilex™ 5 SoC FPGAを搭載することで、エッジAI設計において大きな飛躍を遂げました。ファブリックに直接AI機能を組み込んだAltera初のFPGAアーキテクチャ上に構築されたこの小型モジュールは、AI駆動型組込みシステム向けに、柔軟性、演算能力、効率性を独自に融合させています。

図1：iWave iW-RainboW-G58Mシステムオンモジュール。（画像提供：iWave）

小型設計、強力な演算能力

iW-RainboW-G58M SoMは60mm × 70mmのフォームファクタを採用しており、B32AパッケージのAltera Agilex™ 5 SoC FPGA Eシリーズ ファミリに対応し、以下の2つのグループで提供されています。

• グループA：A5E065A / 052A / 043A / 028A / 013A SoC FPGA
• グループB：A5E065B / 052B / 043B / 028B / 013B / 008B SoC FPGA

Agilex™ 5シリーズは、非対称のヘテロジニアス処理システムを統合しており、デュアルArm Cortex-A76とデュアルCortex-A55コアを組み合わせることで、性能と電力効率の最適なバランスを実現しています。AIテンソルブロックを統合したDSPブロックが、ディープラーニングのワークロードを高速化し、最大28.1GbpsのGTSトランシーバ、PCIe® 4.0 x 8、HDMIやDisplayPortなどのディスプレイインターフェースが、複雑なマルチメディアおよびAIアプリケーション向けに高速なコネクティビティを提供します。

AIソフトウェアエコシステムと開発ツール

Agilex™ 5プラットフォームは、主要なAIフレームワークとシームレスに統合され（図2）、カスタムAI推論ソリューションの開発を簡素化します。TensorFlow、PyTorch、およびOpenVINO™ ツールキットをサポートしており、AlteraのFPGA AI SuiteおよびQuartus® Prime設計ソフトウェアを使用して、FPGA推論向けにディープラーニングモデルを最適化します。

図2：Agilex™ 5プラットフォームは、主要なAIフレームワークとシームレスに統合されます。（画像提供：iWave）

Altera FPGA AI Suite使用することにより、ハードウェアエンジニアからデータサイエンティストに至るまで、開発者は慣れ親しんだワークフローを用いて、最適化されたAIパイプラインを効率的に構築および展開することができます。このツールキットは、FPGA設計と高レベルのAIフレームワークを橋渡しし、決定論的な性能とハードウェアレベルの効率を維持しながら、市場投入までの時間を短縮します。

クラウドAIとエッジAI：バランスの取れたアプローチ

最新のアーキテクチャでは、AI処理はクラウドとエッジに分かれています。クラウドAIは大規模なスケーラビリティを提供しますが、多くの場合、レイテンシやプライバシーの制限に直面します。対照的に、エッジAIはローカルでリアルタイム処理を行い、即時の意思決定、セキュリティ強化、さらにネットワーク接続がなくても連続的な運用が可能です。

図3：クラウドAIは大規模なスケーラビリティを提供しますが、多くの場合、レイテンシやプライバシーに関する制約に直面します。エッジAIはローカルでリアルタイム処理を行い、即時の意思決定、セキュリティ強化、ネットワーク接続がなくても連続的な運用が可能です。（画像提供：iWave）

ハイブリッド構成では、エッジノードが時間的制約のある分析を処理し、データセンターはトレンド分析や予測モデリングのために大規模なデータセットを集約し処理します。iW-RainboW-G58Mは、このハイブリッドなパラダイムにおいて優れた性能を発揮するように設計されており、エッジでの演算処理の機敏性と、クラウドインフラとのシームレスな統合の両方を実現します。

開発と長期サポート

iWaveは、Agilex™ 5 SoMの早期アクセスサンプルと、詳細なドキュメント、BSP、ソフトウェアドライバ、および検証済みのリファレンス設計を含む包括的な評価キットを提供しています。これにより、開発者は迅速に試作品を完成し、性能を評価し、製品の展開を加速することができます。

同社の製品長期サポートプログラムは10年以上の供給保証を提供し、ライフサイクルの長い産業用製品および組み込み製品に対する持続的なサポートを保証します。さらに、iWaveは、キャリアカードの設計、熱管理、生産サポートを含むODM設計サービスを提供しており、お客様が試作から量産へと効率的にスケールアップできるように支援します。

iWaveは、FPGAおよびSoCベースのシステムオンモジュール（SoM）ならびにODM設計サービスを専門とするグローバルな組み込みシステム企業です。産業、医療、自動車、航空電子機器市場で20年以上の経験を持つiWaveは、エンドツーエンドの組込みコンピューティングプラットフォームを提供し、お客様が信頼性の高い高性能製品をより早く、低コストで市場に投入できるように支援します。

詳細については、www.iwave-global.comをご覧いただくか、mktg@iwave-global.comまでお問い合わせください。