Inovação e avanço dos chips de IA caseiros: oportunidades e desafios na era dos terminais de ponta

Após a explosão de grandes modelos de IA, a computação não está mais confinada à nuvem; algoritmos cada vez mais inteligentes agora são executados localmente em dispositivos de borda.As câmeras inteligentes reconhecem formas e comportamentos humanos, terminais em veículos monitoram a condução em tempo real, câmeras industriais detectam automaticamente defeitos e aspiradores robóticos identificam alvos offline.e o campo de batalha mais forte de substituição de casa, dando aos fornecedores domésticos de SoC uma janela no processamento de multimídia e IA.

Estritamente falando, o mercado de IA de borda se divide em segmentos de terminal de borda e servidor de borda.Os terminais de borda (foco deste artigo) são de massa-volumeOs sistemas de inteligência artificial são sensíveis ao ambiente e processam vídeo/voz no local, fornecendo funções de IA de ponta e capacitando o hardware.

Quais dispositivos são considerados terminais periféricos: câmaras inteligentes (IPC, sinos inteligentes, câmaras de comando), câmaras de visão industrial e terminais de controlo de qualidade, módulos integrados no veículo (AVM, DMS, DVR, assistência ADAS),Quiosques de retalho de autoatendimento, dispositivos domésticos inteligentes (alto-falantes, aspiradores, controles de aparelhos) e nós periféricos de cidades inteligentes devem executar o processamento localmente.

Os chips Edge-AI seguem dois caminhos: um SoC com NPU embutida para inteligência completa de baixo custo e baixo consumo de energia, ou um acelerador discreto de IA que adiciona computação para inferência profissional multi-modelo e de carga pesada.

O SoC (System on Chip) integra CPU, GPU, AI, vídeo, áudio e periféricos em uma única unidade.

Rockchip RK3576, um SoC de inteligência artificial de uso geral: CPU de 8 núcleos (4×A72 + 4×A53); NPU 6-TOPS (INT4/8/16, FP16); GPU Mali-G52; decodificação 8-K, codificação 4-K; multi-MIPI-CSI para multi-câmera, multi-display (DSI),Meta tablets industriais, câmaras de IA, DVR de veículos, visão robótica.

HiSilicon Hi3403V100 combina AI-ISP (aumento de imagem + co-optimização de IA). Um SoC pro-visão com quad A55, 10-TOPS NPU estreitamente fundido com ISP. ISP de alta especificação se destaca em luz de fundo e baixa luz;E/S de vídeo multi-4K; elevada eficiência de implantação para detecção/seguimento.

Como dividir as tarefas de forma eficiente entre CPU, GPU, NPU e acelerador discreto? pré-processamento na GPU/CPU, inferência na NPU/acelerador, pós-processamento na CPU? é o principal desafio de desempenho.Assim nasceram os aceleradores de IA., dedicado à inferência e ligado ao SoC principal via PCIe. SoC lida com programação do sistema, vídeo, gráficos, UI; acelerador executa modelos e fornece computação de IA.

Rockchip RK1820, um coprocessador NPU para a IA de ponta de alto desempenho, atua como o "segundo cérebro". 20-TOPS NPU, execução de modelo autônomo, INT8/16/FP16;pares com RK3576/3588 via PCIe para uma inferência mais elevada.

Na IA de ponta, TOPS, núcleos de CPU e nós de processo importam, mas a sobrevivência depende da escolha do caminho certo.

O objetivo do Rockchip não é o chip mais rápido, mas o ecossistema mais rico.
Escada de computação completa: RV1103/1106 para câmeras leves; RV1126/1109 para padrão de segurança; RK3576 para terminais médios / altos; RK3588 para bordo emblemático; RK3688 para núcleo de alta computação de próxima geração.Esta matriz é a base universal para equipamentos caseiros, desde IPC de baixa potência até gateways industriais, óculos AR, robôs, caixas de educação, DMS/CMS de veículos.
Avanço tecnológico: multimídia equilibrada + ISP + IA; códecs fortes, ISP e cadeia de ferramentas RKNN madura.

Não para grandes modelos, mas para dispositivos IoT e de consumo maciços.
Posição: baixa potência, alto volume, sensível a custos. alto-falantes inteligentes (suporte rico I2S / PDM / microfone), câmeras de IA de ponta leve, controle de pequenos aparelhos, terminais TTS / de voz. V853/V831: SoC AI ultraleve.Série RAllwinner persegue cenários de 10 milhões de unidades, não TOPS.

Líder mundial em caixas OTT e SoCs de TV inteligente.
Posição: centro de mídia doméstico + dispositivo inteligente do consumidor. AI é um potenciador; os principais pontos fortes são decodificação de vídeo, HDR, sincronização A / V, ecossistema TV / OTT. Forte em projetores inteligentes, bares de conferência,AIOs de entretenimento doméstico.

Quase exclusivamente câmaras de vigilância.
Posição: SoC dedicado à segurança. Forças: ISP forte, compressão forte, controle de custos rigoroso, alinhamento estreito com os ecossistemas Hikvision/Dahua. Bandeirantes: FH8856, FH8852.O Fullhan cavou fundo na pista de vigilância enorme., ganhando com a estabilidade e o custo.

Baseado em MIPS, wearables e smart-home.
Posição: dispositivos inteligentes de peso de pena, pequenos pacotes. Aplicativos: sinos inteligentes, IPC leve, relógios para crianças, micro-nodos de borda. Características: menor consumo, alta integração, pequena pegada.Série AISoC para inferência da visão luminosa.

Durante dois anos, a conversa foi toda sobre TOPS3,6,12 como se números maiores equivalessem a chips melhores.

Em câmaras de segurança, câmaras industriais, sinos inteligentes, veículos DMS/ADAS, o que conta é: portas de câmera suficientes? (MIPI-CSI, DVP), quantos fluxos de vídeo? codificação em tempo real? (H.264/H.265/8K/4K),Qualidade de sintonização do ISP? Na DTU industrial, gateway inteligente, robô, cenários de energia, periféricos superam TOPS: duplo GbE/2.5G/RGMII/SGMII, RS232/485/CAN/UART, Wi-Fi/BT, módulos 4G/5G, múltiplos USB/SPI/I2C.Em painéis de controlo inteligentes, ecrãs de automóveis, AR/VR, POS inteligente, mudança de prioridades para portas de exibição (MIPI-DSI, HDMI, eDP), suporte a telas múltiplas, desempenho da interface do usuário (GPU/gráficos), com IA como auxiliar, não como estrela.

Palavras-chave do mercado de reposição automotiva: resistência a choques, oscilação de tensão, -40-85 °C, vida útil eMMC, multi-CSI para DMS/OMS/ADAS, latência de vídeo a nível de ms.

A IA de ponta é a melhor pista para chips caseiros; a oportunidade não vem de empilhar TOPS, mas de conhecer a cena e preencher a demanda.e dispositivos domésticos será o estágio onde os chips domésticos provam-se.