ثورة في المعالجة على متن المركبات الفضائية مع الاستدلال بالذكاء الاصطناعي
إن XQRVE2302 ليس مجرد مكون آخر؛ إنه نقلة نوعية في كيفية تعاملنا مع المعالجة على متن المركبات الفضائية. في قلبه تكمن محركات الذكاء الاصطناعي المتقدمة (AIE-ML) من AMD، والمحسّنة بدقة لمهام التعلم الآلي الصعبة. تمثل وحدات المعالجة المتخصصة هذه تقدمًا كبيرًا، حيث تقدم ضعف أداء INT8 و 16 ضعف أداء BFLOAT16 مقارنة بأسلافها. لكن الأمر لا يتعلق فقط بالقوة الخام؛ بل يتعلق بالكفاءة أيضًا. تم تصميم بنية AIE-ML لتقليل زمن الوصول، وهو عامل حاسم في التطبيقات الفضائية في الوقت الفعلي.
علاوة على ذلك، يتميز XQRVE2302 بقدرات ذاكرة محلية محسّنة، مدعومة بوحدات ذاكرة مبتكرة ذات نطاق ترددي عالٍ. يُترجم هذا التحسين مباشرة إلى قدرات معالجة بيانات فائقة، وهو أمر ضروري للتعامل مع تدفقات البيانات المعقدة التي تولدها مهام الفضاء الحديثة.
قوة مدمجة: أداء غير مسبوق في عامل شكل صغير
أحد أبرز جوانب XQRVE2302 هو حجمه. يقع في حزمة صغيرة بشكل ملحوظ مقاس 23 مم × 23 مم، وهو يمثل أول نظام SoC متكيف مصمم لتطبيقات الفضاء في مثل هذا الشكل الصغير. هذا ليس مجرد مسألة جماليات؛ إنه اعتبار تصميمي حاسم لمهام الفضاء حيث يكون كل مليمتر ومليغرام مهمًا.
على الرغم من أنه يشغل أقل من 30٪ من مساحة اللوحة مقارنة بشقيقه الأكبر، Versal AI Core XQRVC1902، يحتفظ XQRVE2302 بنظام معالجة قوي. يؤدي هذا الانخفاض في الحجم أيضًا إلى انخفاض كبير في استهلاك الطاقة، وهي ميزة حاسمة لبيئات الفضاء المقيدة بالطاقة.
سيمفونية قوة المعالجة: نوى Arm، و AIE-ML، و DSP، و FPGA
إن XQRVE2302 هو أكثر من مجرد محركات الذكاء الاصطناعي الخاصة به؛ إنه نظام كامل ومتكامل للغاية على شريحة. يتميز بمعالج تطبيقات Arm® Cortex®-A72 ثنائي النواة، مما يوفر قوة حصانية وافرة لمهام الحوسبة الصعبة. ويكمل هذا معالج Arm Cortex-R5F ثنائي النواة في الوقت الفعلي، وهو مناسب تمامًا للعمليات الحرجة للوقت ووظائف التحكم.
بالإضافة إلى نوى Arm، يشتمل XQRVE2302 على كتل DSP مخصصة، مما يوفر قدرات معالجة متخصصة لتطبيقات معالجة الإشارات. وبالطبع، لن يكون جهاز Versal بدون نسيج المنطق القابل للبرمجة لـ FPGA. يخلق هذا المزيج من عناصر المعالجة - نوى Arm، و AIE-ML، وكتل DSP، و FPGA - منصة متعددة الاستخدامات وقوية قادرة على التعامل مع مجموعة واسعة من التطبيقات الفضائية.
تمكين الرؤى في الوقت الفعلي: من اكتشاف الحالات الشاذة إلى مراقبة الأرض
تفتح إمكانات XQRVE2302 عالمًا جديدًا من الاحتمالات للمعالجة الطرفية على متن المركبات الفضائية. تخيل التعرف على الصور في الوقت الفعلي، مما يمكّن الأقمار الصناعية من تحديد وتتبع الأشياء ذات الأهمية بشكل مستقل. تصور أنظمة الملاحة المستقلة، مما يسمح للمركبات الفضائية باتخاذ قرارات ذكية دون تدخل بشري مستمر. ضع في اعتبارك إمكانيات تحليل بيانات المستشعر المتقدمة، التي يتم إجراؤها مباشرة على متن الطائرة، مما يقلل من زمن الوصول ومتطلبات النطاق الترددي لنقل البيانات.
تطبيقات المهام التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي في الفضاء واسعة وتحويلية. يمكن أن يوفر اكتشاف الحالات الشاذة في بيانات القياس عن بُعد تحذيرات مبكرة من أعطال النظام المحتملة. يمكن أن تساعد مراقبة حرائق الغابات في تتبع هذه الأحداث المدمرة وإدارتها. يمكن أن يوفر تصنيف الغطاء النباتي والمحاصيل رؤى قيمة حول صحة كوكبنا. ويعد اكتشاف السحب، وهي مهمة تبدو بسيطة، أمرًا بالغ الأهمية لتحسين تشغيل أقمار مراقبة الأرض. من خلال تحديد الغطاء السحابي، يمكن للأقمار الصناعية تجنب إرسال بيانات غير ضرورية، والحفاظ على النطاق الترددي والطاقة الثمينين.
تسريع التطوير: تصميم Alpha Data المرجعي المقاوم للإشعاع
لتسريع عملية التطوير وتمكين المهندسين من تسخير الإمكانات الكاملة لـ XQRVE2302، قدمت Alpha Data، الشركة الرائدة المشهورة في حلول التسريع القائمة على FPGA، تصميمًا مرجعيًا مقاومًا للإشعاع. توفر اللوحة المرجعية ADM-VB630 منصة فعالة من حيث التكلفة وقوية لتصميم وتطبيقات الفضاء النموذجية.
هذا التصميم المرجعي هو أكثر من مجرد نقطة انطلاق؛ إنه حل شامل يبسط دورة التطوير. يسمح للمهندسين بدمج XQRVE2302 بسرعة في أنظمتهم، والاستفادة من المكونات المبنية مسبقًا والتصميمات التي تم التحقق من صحتها. يقلل هذا بشكل كبير من وقت التطوير والمخاطر، مما يسمح بنشر أسرع لحلول الذكاء الاصطناعي القائمة على الفضاء.
نظام بيئي تعاوني: ميزة سلسلة Versal XQR
سلسلة Versal XQR ليست مجموعة من الأجهزة المعزولة؛ إنه نظام بيئي مصمم بعناية. تم تصميم الأجهزة المختلفة داخل السلسلة للعب أدوار تكميلية، والعمل معًا بسلاسة داخل نفس النظام.
يتفوق XQRVC1902 الأكبر، على سبيل المثال، في التعامل مع مهام معالجة الإشارات المعقدة، والاستفادة من موارده الواسعة وقوة المعالجة. من ناحية أخرى، تم تحسين XQRVE2302 المضغوط لأوامر التحكم، والاستدلال بالذكاء الاصطناعي، ومهام الحوسبة الطرفية، حيث يكون حجمه الصغير وكفاءة الطاقة أمرًا بالغ الأهمية. يسمح هذا النهج التآزري لمصممي الأنظمة بإنشاء حلول محسّنة للغاية، وتكييف قدرات كل جهاز مع الاحتياجات المحددة للتطبيق.
مرونة غير مسبوقة: إمكانية إعادة برمجة غير محدودة في المدار
على عكس FPGAs التقليدية المقاومة للإشعاع، توفر معالجات AMD Versal XQR SoCs المتكيفة قدرة تغيير قواعد اللعبة: إمكانية إعادة برمجة غير محدودة. تمتد هذه المرونة ليس فقط خلال مرحلة التطوير ولكن أيضًا بعد النشر - حتى في البيئة القاسية للمدار.
هذه القدرة على إعادة برمجة الجهاز في المدار هي ثورية. يسمح بالتكيف الفوري مع متطلبات المهمة المتغيرة، وتصحيح المشكلات غير المتوقعة، وحتى نشر وظائف جديدة تمامًا. هذا المستوى من القدرة على التكيف غير مسبوق في مجال الأنظمة الفضائية ويفتح إمكانيات مثيرة للمهام طويلة الأمد والأهداف العلمية المتطورة. يجب أن تتحمل الأجهزة أيضًا تحديات وقصف الإشعاع.
مجموعة أدوات شاملة: Vivado و Vitis AI
يمكن للمطورين إنشاء وتصميم ونشر تصميمات لأجهزة XQR Versal باستخدام مجموعة أدوات AMD Vivado™ المألوفة والقوية ومنصة برامج Vitis AI. توفر هذه الأدوات بيئة تطوير شاملة ومتكاملة، وتدعم مجموعة واسعة من لغات البرمجة وأطر العمل.
سواء كنت تفضل العمل مع RTL أو C أو C ++ أو Matlab أو Caffe أو TensorFlow أو PyTorch، فإن أدوات Vivado و Vitis AI توفر الدعم اللازم. يضمن هذا التوافق الواسع أن المطورين يمكنهم الاستفادة من خبراتهم الحالية واختيار الأدوات التي تناسب سير عملهم ومتطلبات المشروع.
عرض المستقبل: ورشة عمل مستخدمي SpacE FPGA (SEFUW)
من المقرر أن تعرض AMD جهاز XQRVE2302 الرائد في ورشة عمل مستخدمي SpacE FPGA (SEFUW) المرموقة. ستتاح للحاضرين فرصة رؤية الجهاز مباشرة في مقصورتي Alpha Data و Avnet Silica.
علاوة على ذلك، سيلقي كين أونيل، مهندس الفضاء المتميز في AMD، كلمة رئيسية يوم الأربعاء، 26 مارس، الساعة 9:10 صباحًا بتوقيت وسط أوروبا، حيث يقدم نظرة متعمقة على الجهاز الجديد وإمكاناته التحويلية. سيقدم هذا العرض التقديمي رؤى قيمة حول بنية وقدرات وتطبيقات XQRVE2302، مما يوفر للحاضرين فهمًا شاملاً لهذه التكنولوجيا الثورية. يُكتب مستقبل استكشاف الفضاء الآن، ومعالج AMD’s XQR Versal SoC في طليعة هذا الفصل الجديد المثير.