پردازنده XQR Versal شرکت AMD: آغازگر عصری نوین در اکتشافات فضایی مبتنی بر هوش مصنوعی
جستجوی بی‌وقفه برای اکتشاف فضا همواره نیازمند فناوری‌های پیشرفته بوده است و مرزهای ممکن را جابجا کرده است. اکنون، با AMD Versal™ AI Edge XQRVE2302، که به صلاحیت Class B دست یافته، یک جهش قابل توجه به جلو رخ داده است. این نقطه عطف، دومین دستگاه مقاوم در برابر تشعشع در خانواده SoC تطبیقی Versal با درجه فضایی (XQR) است که رسماً برای شرایط سخت پرواز فضایی تأیید شده است. بر اساس استاندارد نظامی دقیق MIL-PRF-38535 ایالات متحده، این صلاحیت، همراه با انتشار برگه داده تولید جامع، نشان‌دهنده یک دوره جدید است. مشتریان اکنون می‌توانند سفارش دهند و انتظار می‌رود که ارسال‌ها در پاییز آغاز شود.
متحول کردن پردازش آن‌برد با استنتاج هوش مصنوعی
XQRVE2302 فقط یک قطعه دیگر نیست. این یک تغییر پارادایم در نحوه برخورد ما با پردازش آن‌برد در فضا است. در قلب آن، موتورهای هوش مصنوعی پیشرفته AMD (AIE-ML) قرار دارند که به دقت برای وظایف سخت یادگیری ماشین بهینه شده‌اند. این واحدهای پردازشی تخصصی، پیشرفت چشمگیری را نشان می‌دهند و دو برابر INT8 و 16 برابر عملکرد BFLOAT16 را در مقایسه با نسل‌های قبلی خود ارائه می‌دهند. اما این فقط قدرت خام نیست. بلکه در مورد کارایی نیز هست. معماری AIE-ML برای به حداقل رساندن تأخیر طراحی شده است، که یک عامل حیاتی در کاربردهای فضایی بی‌درنگ است.
علاوه بر این، XQRVE2302 دارای قابلیت‌های حافظه محلی پیشرفته است که توسط کاشی‌های حافظه نوآورانه با پهنای باند بالا تقویت شده است. این بهبود مستقیماً به قابلیت‌های پردازش داده برتر تبدیل می‌شود، که برای مدیریت جریان‌های داده پیچیده تولید شده توسط مأموریت‌های فضایی مدرن ضروری است.
نیروگاه فشرده: عملکرد بی‌سابقه در یک فرم فاکتور کوچک
یکی از قابل توجه‌ترین جنبه‌های XQRVE2302 اندازه آن است. این دستگاه که در یک بسته 23 میلی‌متر در 23 میلی‌متر فوق‌العاده فشرده قرار دارد، اولین SoC تطبیقی است که برای کاربردهای فضایی در چنین فرم فاکتور کوچکی طراحی شده است. این فقط یک مسئله زیبایی‌شناسی نیست. این یک ملاحظه طراحی حیاتی برای مأموریت‌های فضایی است که در آن هر میلی‌متر و میلی‌گرم اهمیت دارد.
با وجود اشغال کمتر از 30 درصد از مساحت برد در مقایسه با همتای بزرگتر خود، Versal AI Core XQRVC1902، XQRVE2302 یک سیستم پردازشی قدرتمند را حفظ می‌کند. این کاهش اندازه همچنین باعث کاهش قابل توجهی در مصرف برق می‌شود، که یک مزیت حیاتی برای محیط‌های فضایی با محدودیت توان است.
سمفونی قدرت پردازش: هسته‌های Arm، AIE-ML، DSP و FPGA
XQRVE2302 چیزی بیش از موتورهای هوش مصنوعی خود است. این یک سیستم کامل و بسیار یکپارچه روی یک تراشه است. این دستگاه دارای یک پردازنده کاربردی دو هسته‌ای Arm® Cortex®-A72 است که قدرت کافی برای کارهای محاسباتی سخت را فراهم می‌کند. مکمل این، یک پردازنده بی‌درنگ دو هسته‌ای Arm Cortex-R5F است که کاملاً برای عملیات‌های حساس به زمان و عملکردهای کنترلی مناسب است.
فراتر از هسته‌های Arm، XQRVE2302 دارای بلوک‌های DSP اختصاصی است که قابلیت‌های پردازش تخصصی را برای کاربردهای پردازش سیگنال فراهم می‌کند. و البته، بدون ساختار منطقی قابل برنامه‌ریزی یک FPGA، یک دستگاه Versal نخواهد بود. این ترکیب عناصر پردازشی – هسته‌های Arm، AIE-ML، بلوک‌های DSP و FPGA – یک پلتفرم همه‌کاره و قدرتمند ایجاد می‌کند که قادر به مدیریت طیف گسترده‌ای از کاربردهای فضایی است.
فعال کردن بینش‌های بی‌درنگ: از تشخیص ناهنجاری تا مشاهده زمین
قابلیت‌های XQRVE2302 قلمرو جدیدی از امکانات را برای پردازش لبه آن‌برد در فضا باز می‌کند. تشخیص تصویر بی‌درنگ را تصور کنید که به ماهواره‌ها امکان می‌دهد به طور مستقل اشیاء مورد علاقه را شناسایی و ردیابی کنند. سیستم‌های ناوبری خودکار را تصور کنید که به فضاپیماها اجازه می‌دهد بدون دخالت مداوم انسان، تصمیمات هوشمندانه‌ای بگیرند. امکانات تجزیه و تحلیل پیشرفته داده‌های حسگر را در نظر بگیرید که مستقیماً روی برد انجام می‌شود و تأخیر و پهنای باند مورد نیاز برای انتقال داده را کاهش می‌دهد.
کاربردهای وظایف مبتنی بر هوش مصنوعی در فضا گسترده و تحول‌آفرین هستند. تشخیص ناهنجاری در داده‌های تله‌متری می‌تواند هشدارهای اولیه در مورد خرابی‌های احتمالی سیستم را ارائه دهد. نظارت بر آتش‌سوزی‌های جنگلی می‌تواند به ردیابی و مدیریت این رویدادهای ویرانگر کمک کند. طبقه‌بندی پوشش گیاهی و محصولات زراعی می‌تواند بینش‌های ارزشمندی در مورد سلامت سیاره ما ارائه دهد. و تشخیص ابر، که به ظاهر یک کار ساده است، برای بهینه‌سازی عملکرد ماهواره‌های مشاهده زمین بسیار مهم است. با شناسایی پوشش ابر، ماهواره‌ها می‌توانند از انتقال داده‌های غیرضروری جلوگیری کنند و پهنای باند و توان ارزشمند را حفظ کنند.
تسریع توسعه: طراحی مرجع مقاوم در برابر تشعشع Alpha Data
برای تسریع فرآیند توسعه و توانمندسازی مهندسان برای استفاده از پتانسیل کامل XQRVE2302، Alpha Data، یک رهبر مشهور در راه‌حل‌های شتاب‌دهنده مبتنی بر FPGA، یک طراحی مرجع مقاوم در برابر تشعشع معرفی کرده است. برد مرجع ADM-VB630 یک پلتفرم مقرون‌به‌صرفه و قوی برای طراحی و نمونه‌سازی اولیه کاربردهای فضایی فراهم می‌کند.
این طراحی مرجع چیزی بیش از یک نقطه شروع است. این یک راه‌حل جامع است که چرخه توسعه را ساده می‌کند. این به مهندسان اجازه می‌دهد تا به سرعت XQRVE2302 را در سیستم‌های خود ادغام کنند و از اجزای از پیش ساخته شده و طرح‌های معتبر استفاده کنند. این امر به طور قابل توجهی زمان و ریسک توسعه را کاهش می‌دهد و امکان استقرار سریع‌تر راه‌حل‌های هوش مصنوعی مبتنی بر فضا را فراهم می‌کند.
یک اکوسیستم مشارکتی: مزیت سری Versal XQR
سری Versal XQR مجموعه‌ای از دستگاه‌های مجزا نیست. این یک اکوسیستم با دقت طراحی شده است. دستگاه‌های مختلف در این سری برای ایفای نقش‌های مکمل مهندسی شده‌اند و به طور یکپارچه در یک سیستم با هم کار می‌کنند.
به عنوان مثال، XQRVC1902 بزرگتر، در مدیریت وظایف پیچیده پردازش سیگنال، با استفاده از منابع گسترده و قدرت پردازش خود، برتری دارد. از سوی دیگر، XQRVE2302 فشرده، برای وظایف فرمان و کنترل، استنتاج هوش مصنوعی و محاسبات لبه بهینه شده است، جایی که اندازه کوچک و بهره‌وری انرژی آن بسیار مهم است. این رویکرد هم‌افزایی به طراحان سیستم اجازه می‌دهد تا راه‌حل‌های بسیار بهینه‌ای ایجاد کنند و قابلیت‌های هر دستگاه را با نیازهای خاص برنامه تطبیق دهند.
انعطاف‌پذیری بی‌سابقه: قابلیت برنامه‌ریزی مجدد نامحدود در مدار
برخلاف FPGAهای سنتی مقاوم در برابر تشعشع، SoCهای تطبیقی AMD Versal XQR یک قابلیت تغییر دهنده بازی را ارائه می‌دهند: قابلیت برنامه‌ریزی مجدد نامحدود. این انعطاف‌پذیری نه تنها در طول فاز توسعه، بلکه پس از استقرار – حتی در محیط سخت مدار – نیز گسترش می‌یابد.
این توانایی برای برنامه‌ریزی مجدد دستگاه در مدار انقلابی است. این امکان سازگاری در لحظه با الزامات متغیر مأموریت، اصلاح مسائل پیش‌بینی نشده و حتی استقرار عملکردهای کاملاً جدید را فراهم می‌کند. این سطح از سازگاری در قلمرو سیستم‌های فضایی بی‌سابقه است و امکانات هیجان‌انگیزی را برای مأموریت‌های طولانی‌مدت و اهداف علمی در حال تکامل باز می‌کند. این دستگاه‌ها همچنین باید در برابر چالش‌ها و بمباران تشعشعات مقاومت کنند.
یک زنجیره ابزار جامع: Vivado و Vitis AI
توسعه‌دهندگان می‌توانند با استفاده از مجموعه ابزار آشنا و قدرتمند AMD Vivado™ و پلتفرم نرم‌افزاری Vitis AI، طرح‌هایی را برای دستگاه‌های XQR Versal ایجاد، ساخت و مستقر کنند. این ابزارها یک محیط توسعه جامع و یکپارچه را فراهم می‌کنند که از طیف گسترده‌ای از زبان‌های برنامه‌نویسی و چارچوب‌ها پشتیبانی می‌کند.
چه ترجیح می‌دهید با RTL، C، C++، Matlab، Caffe، TensorFlow یا PyTorch کار کنید، ابزارهای Vivado و Vitis AI پشتیبانی لازم را ارائه می‌دهند. این سازگاری گسترده تضمین می‌کند که توسعه‌دهندگان می‌توانند از تخصص موجود خود استفاده کنند و ابزارهایی را انتخاب کنند که به بهترین وجه با گردش کار و الزامات پروژه آنها مطابقت دارد.
نمایش آینده: کارگاه کاربران SpacE FPGA (SEFUW)
AMD قرار است XQRVE2302 پیشگامانه را در کارگاه معتبر کاربران SpacE FPGA (SEFUW) به نمایش بگذارد. شرکت‌کنندگان این فرصت را خواهند داشت که دستگاه را از نزدیک در غرفه‌های Alpha Data و Avnet Silica ببینند.
علاوه بر این، Ken O’Neill، معمار برجسته فضایی در AMD، یک سخنرانی اصلی در روز چهارشنبه، 26 مارس، ساعت 9:10 صبح به وقت CET ارائه خواهد کرد و نگاهی عمیق به دستگاه جدید و پتانسیل تحول‌آفرین آن خواهد داشت. این ارائه بینش‌های ارزشمندی در مورد معماری، قابلیت‌ها و کاربردهای XQRVE2302 ارائه می‌دهد و به شرکت‌کنندگان درک جامعی از این فناوری انقلابی می‌دهد. آینده اکتشافات فضایی اکنون در حال نگارش است و SoC XQR Versal AMD در خط مقدم این فصل جدید هیجان‌انگیز قرار دارد.