La puce accélératrice de réseau neuronal de Maxim Integrated ouvre la voie à l'intelligence artificielle IoT dans des dispositifs alimentés par batterie
Le MAX78000 réduit la consommation et la latence d'un facteur de plus de 100, et autorise les inférences complexes embarquées dans l’Edge IoT.
Le microcontrôleur basse consommation accéléré par réseau neuronal, MAX78000 de Maxim Integrated Products (NASDAQ : MXIM) introduit l'intelligence artificielle (IA) au niveau Edge (périphérie de réseau) sans compromettre les performances des dispositifs IoT (Internet of Things) alimentés par batterie. L'exécution d'inférences IA pour moins d'un centième de l'énergie consommée par des solutions logicielles, allonge considérablement l'autonomie des applications IA alimentées par batterie, tout en permettant de nouvelles utilisations complexes de l'IA, que l’on aurait jusqu'ici considérées impossibles.
Ces améliorations au niveau consommation n'impliquent aucun compromis en termes de latence ni de coût : le MAX78000 exécute les inférences 100 fois plus vite que les solutions logicielles tournant sur des microcontrôleurs basse consommation, à une fraction du coût des solutions à base de FPGA ou de GPU.
La technologie IA permet aux machines de voir et d'entendre, ce qui rend le monde plus compréhensible que jamais. Auparavant, effectuer des inférences IA au niveau Edge impliquait de collecter des données de capteurs, de caméras et de microphones, d'envoyer ces données dans le Cloud pour effectuer l'inférence, puis de renvoyer la réponse dans l'Edge. Une telle architecture fonctionne mais reste très pénalisante pour les applications Edge compte tenu de sa latence et performances énergétiques médiocres. Une alternative est d'utiliser des microcontrôleurs basse consommation pour mettre en œuvre un réseau neuronal simple ; cependant, la latence s'en ressent et seules des tâches simples peuvent alors tourner au niveau Edge.
En intégrant un accélérateur de réseau neuronal dédié, associé à deux cœurs de microcontrôleurs, le MAX78000 surmonte ces limitations, et permet aux machines de voir et d’entendre des motifs complexes, grâce à un traitement IA local qui consomme peu et qui tourne en temps réel. Certaines applications comme la vision artificielle, la reconnaissance vocale ou faciale peuvent être rendues plus efficaces, puisque le MAX78000 est capable d’effectuer des inférences en consommant moins du centième de l'énergie nécessaire à un microcontrôleur. Au cœur du MAX78000 se trouve un matériel spécialisé conçu pour minimiser la consommation et la latence des réseaux neuronaux convolutifs (CNN).
Ce matériel tourne avec un minimum d'intervention de la part du microcontrôleur, ce qui rend son fonctionnement extrêmement fluide. De l'énergie et du temps ne sont utilisés que pour les opérations mathématiques mettant en œuvre un réseau CNN. Pour introduire efficacement les données du monde extérieur dans le moteur CNN, les clients peuvent utiliser l'un des deux cœurs de microcontrôleur intégrés : le cœur Arm® Cortex®-M4 ultra basse consommation, ou le cœur RISC-V dont la consommation est encore moindre.
Le développement d'IA peut s'avérer difficile, c’est pourquoi Maxim Integrated fournit tous les outils pour une expérience d'évaluation et de développement plus transparente. Le MAX78000EVKIT# comprend des entrées audio et caméra, ainsi que des démonstrations prêtes à l'emploi pour le repérage de mots-clés issus d'un vocabulaire étendu ou pour la reconnaissance faciale. Une documentation complète aide les ingénieurs à entraîner les réseaux du MAX78000 avec les outils dont ils ont l'habitude : TensorFlow ou PyTorch.
Principaux avantages
- Basse consommation : L'accélérateur matériel associé aux microcontrôleurs Arm Cortex M4F et RISC-V ultra-basse consommation permet de déployer de l'intelligence au niveau Edge, en consommant moins du centième de l'énergie nécessaire aux solutions embarquées concurrentes les plus proches.
- Faible latence : Exécute des fonctions d'IA dans l'Edge pour obtenir des informations complexes, permettant aux applications IoT de réduire ou d'éliminer les transactions avec le Cloud, et de réduire ainsi la latence d'un facteur 100 ou plus par rapport à un logiciel.
- Intégration élevée : Un microcontrôleur basse consommation avec accélérateur de réseau neuronal permet d'obtenir des informations complexes en temps réel sur des dispositifs IoT alimentés par batterie.
Commentaires
« L'intelligence artificielle est souvent associée à des solutions big data basées dans le Cloud, » déclare Kelson Astley, Analyste Recherche chez Omdia. « Tout ce qui permet de couper le cordon d'alimentation et de s'appuyer sur des packs de batteries Lithium-Ion aide les développeurs à construire des solutions d'IA plus agiles et plus réactives à l’environnement dans lequel elles opèrent. »
« Nous avons coupé le cordon d'alimentation de l'IA au niveau de l'Edge, » déclare Kris Ardis, Directeur Exécutif de la division Micros, Sécurité et Logiciels de Maxim Integrated. « Les dispositifs IoT à batterie sont désormais capables d’aller bien au-delà du simple repérage de mots-clés. Nous avons changé la donne en ce qui concerne le compromis typique entre puissance, latence et coût, et nous sommes ravis de voir le nouvel univers d'applications que permet cette technologie innovante. »
Disponibilité et prix
- Le MAX78000 est disponible auprès de distributeurs agréés ; les prix sont disponibles sur demande.
- Le kit dévaluation MAX78000EVKIT# est disponible au prix de 168 dollars.
