AIを活用した宇宙探査の新時代を告げるAMD’s XQR Versal SoC
宇宙探査への飽くなき追求は、常に最先端技術を要求し、可能性の限界を押し広げてきました。今、AMD Versal™ AI Edge XQRVE2302が待望のClass B認証を取得し、大きな飛躍を遂げました。これは、宇宙グレード(XQR) Versal adaptive SoCファミリーの中で、宇宙飛行の厳しさに耐えることが公式に認められた2番目の耐放射線デバイスとなる画期的な出来事です。厳格なMIL-PRF-38535米国軍事規格に基づくこの認証は、包括的な製造データシートのリリースと相まって、新たな時代の到来を告げています。顧客は現在注文することができ、出荷は秋に開始される予定です。
AI推論によるオンボード処理の革新
XQRVE2302は単なるコンポーネントではありません。宇宙におけるオンボード処理へのアプローチにおけるパラダイムシフトです。その中心にあるのは、機械学習の要求の厳しいタスクのために細心の注意を払って最適化された、高度な**AMD AI Engines (AIE-ML)**です。これらの特殊な処理ユニットは、INT8の2倍、BFLOAT16の16倍という驚異的なパフォーマンスを前世代と比較して提供し、大幅な進歩を遂げています。しかし、それは単なる生のパワーではなく、効率性も重要です。AIE-MLアーキテクチャは、リアルタイムの宇宙ベースのアプリケーションにおいて重要な要素であるレイテンシを最小限に抑えるように設計されています。
さらに、XQRVE2302は、革新的な高帯域幅メモリタイルによって強化された、強化されたローカルメモリ機能を誇っています。この改善は、最新の宇宙ミッションによって生成される複雑なデータストリームを処理するために不可欠な、優れたデータ処理能力に直接つながります。
コンパクトなパワーハウス: 小型フォームファクタで前例のないパフォーマンス
XQRVE2302の最も注目すべき点の1つは、そのサイズです。驚くほどコンパクトな23mm x 23mmパッケージに収められており、このような小型フォームファクタで宇宙アプリケーション向けに設計された最初のadaptive SoCです。これは単なる美学の問題ではありません。ミリメートルとミリグラム単位が重要な宇宙ミッションにとって、重要な設計上の考慮事項です。
XQRVE2302は、より大型のVersal AI Core XQRVC1902と比較してボード面積の30%未満しか占有しないにもかかわらず、強力な処理システムを維持しています。このサイズの縮小は、電力消費量の大幅な削減にもつながり、電力に制約のある宇宙環境にとって重要な利点となります。
処理能力のシンフォニー: Armコア、AIE-ML、DSP、FPGA
XQRVE2302は、単なるAI Enginesではありません。完全で高度に統合されたシステムオンチップです。デュアルコアArm® Cortex®-A72アプリケーションプロセッサを搭載し、要求の厳しい計算タスクに十分な処理能力を提供します。これを補完するのは、デュアルコアArm Cortex-R5Fリアルタイムプロセッサで、時間に制約のある操作や制御機能に最適です。
Armコアに加えて、XQRVE2302は、信号処理アプリケーションに特化した処理機能を提供する専用DSPブロックを組み込んでいます。そしてもちろん、FPGAのプログラマブルロジックファブリックなしではVersalデバイスとは言えません。Armコア、AIE-ML、DSPブロック、FPGAというこれらの処理要素の組み合わせにより、幅広い宇宙ベースのアプリケーションを処理できる、汎用性と強力なプラットフォームが作成されます。
リアルタイムの洞察を可能にする: 異常検知から地球観測まで
XQRVE2302の機能は、宇宙におけるオンボードエッジ処理の新たな可能性を解き放ちます。リアルタイムの画像認識を想像してみてください。これにより、衛星は自律的に関心のあるオブジェクトを識別および追跡できます。自律航法システムを想定してみてください。これにより、宇宙船は人間の絶え間ない介入なしにインテリジェントな意思決定を行うことができます。高度なセンサーデータ分析の可能性を考えてみてください。これはオンボードで直接実行され、データ送信のレイテンシと帯域幅の要件を削減します。
宇宙におけるAI主導のタスクの応用は広大で変革的です。テレメトリデータの異常検出は、潜在的なシステム障害の早期警告を提供できます。山火事の監視は、これらの壊滅的なイベントを追跡および管理するのに役立ちます。植生と作物の分類は、地球の健康に関する貴重な洞察を提供できます。そして、一見単純なタスクである雲の検出は、地球観測衛星の運用を最適化するために非常に重要です。雲量を識別することにより、衛星は不要なデータの送信を回避し、貴重な帯域幅と電力を節約できます。
開発の加速: Alpha Dataの耐放射線リファレンスデザイン
開発プロセスを迅速化し、エンジニアがXQRVE2302の可能性を最大限に活用できるようにするために、FPGAベースのアクセラレーションソリューションの著名なリーダーであるAlpha Dataは、耐放射線リファレンスデザインを発表しました。ADM-VB630リファレンスボードは、宇宙アプリケーションの設計とプロトタイピングのための費用対効果が高く堅牢なプラットフォームを提供します。
このリファレンスデザインは、単なる出発点ではありません。開発サイクルを合理化する包括的なソリューションです。これにより、エンジニアはXQRVE2302をシステムに迅速に統合し、事前に構築されたコンポーネントと検証済みの設計を活用できます。これにより、開発時間とリスクが大幅に削減され、宇宙ベースのAIソリューションの迅速な展開が可能になります。
協調的なエコシステム: Versal XQRシリーズの利点
Versal XQRシリーズは、孤立したデバイスの集合ではありません。慎重に設計されたエコシステムです。シリーズ内の異なるデバイスは、同じシステム内でシームレスに連携し、補完的な役割を果たすように設計されています。
たとえば、より大型のXQRVC1902は、その豊富なリソースと処理能力を活用して、複雑な信号処理タスクの処理に優れています。一方、コンパクトなXQRVE2302は、コマンドと制御、AI推論、およびエッジコンピューティングタスクに最適化されており、その小さなサイズと電力効率が最も重要です。この相乗効果的なアプローチにより、システム設計者は高度に最適化されたソリューションを作成し、各デバイスの機能をアプリケーションの特定のニーズに合わせて調整できます。
前例のない柔軟性: 軌道上での無制限の再プログラム可能性
従来の耐放射線FPGAとは異なり、AMD Versal XQR adaptive SoCは、ゲームを変える機能を提供します。それは無制限の再プログラム可能性です。この柔軟性は、開発段階だけでなく、展開後、さらには軌道上の過酷な環境でも拡張されます。
軌道上でデバイスを再プログラムできるこの機能は革新的です。これにより、変化するミッション要件へのオンザフライでの適応、予期しない問題の修正、さらにはまったく新しい機能の展開が可能になります。このレベルの適応性は、宇宙ベースのシステムの分野では前例がなく、長期ミッションや進化する科学的目標にエキサイティングな可能性を開きます。デバイスは、放射線の課題と衝撃にも耐えなければなりません。
包括的なツールチェーン: VivadoとVitis AI
開発者は、使い慣れた強力なAMD Vivado™ツールスイートとVitis AIソフトウェアプラットフォームを使用して、XQR Versalデバイスの設計を作成、構築、および展開できます。これらのツールは、包括的で統合された開発環境を提供し、幅広いプログラミング言語とフレームワークをサポートします。
RTL、C、C++、Matlab、Caffe、TensorFlow、PyTorchのいずれを使用する場合でも、VivadoおよびVitis AIツールは必要なサポートを提供します。この幅広い互換性により、開発者は既存の専門知識を活用し、ワークフローとプロジェクトの要件に最適なツールを選択できます。
未来を紹介: SpacE FPGA Users Workshop (SEFUW)
AMDは、権威あるSpacE FPGA Users Workshop (SEFUW)で画期的なXQRVE2302を紹介する予定です。参加者は、Alpha DataとAvnet Silicaのブースでデバイスを直接見る機会があります。
さらに、AMDの著名な宇宙アーキテクトであるKen O’Neillは、3月26日水曜日の午前9時10分(CET)に基調講演を行い、新しいデバイスとその変革の可能性について詳しく説明します。このプレゼンテーションでは、XQRVE2302のアーキテクチャ、機能、およびアプリケーションに関する貴重な洞察が提供され、参加者はこの革新的なテクノロジーを包括的に理解できます。宇宙探査の未来は今書かれており、AMD’s XQR Versal SoCはこのエキサイティングな新しい章の最前線にいます。