Революция в космических исследованиях с XQR Versal SoC от AMD
Неустанное стремление к освоению космоса всегда требовало передовых технологий, раздвигающих границы возможного. Значительный шаг вперед был сделан с появлением AMD Versal™ AI Edge XQRVE2302, получившего желанную квалификацию Class B. Эта веха знаменует собой появление второго радиационно-стойкого устройства в семействе адаптивных SoC космического класса (XQR) Versal, официально допущенного к суровым условиям космических полетов. Основанная на строгом военном стандарте США MIL-PRF-38535, эта квалификация, в сочетании с выпуском исчерпывающего технического описания продукта, знаменует собой новую эру. Клиенты теперь могут размещать заказы, а поставки, как ожидается, начнутся осенью.
Революция бортовой обработки данных с помощью AI Inferencing
XQRVE2302 — это не просто еще один компонент; это сдвиг парадигмы в том, как мы подходим к бортовой обработке данных в космосе. В его основе лежат усовершенствованные AMD AI Engines (AIE-ML), тщательно оптимизированные для решения сложных задач машинного обучения. Эти специализированные процессорные блоки представляют собой значительный прогресс, предлагая вдвое большую производительность INT8 и в 16 раз большую производительность BFLOAT16 по сравнению с их предшественниками. Но дело не только в чистой мощности; речь идет и об эффективности. Архитектура AIE-ML разработана для минимизации задержки, что является критическим фактором для космических приложений, работающих в режиме реального времени.
Кроме того, XQRVE2302 может похвастаться расширенными возможностями локальной памяти, усиленными инновационными тайлами памяти с высокой пропускной способностью. Это улучшение напрямую приводит к превосходным возможностям обработки данных, необходимым для обработки сложных потоков данных, генерируемых современными космическими миссиями.
Компактный и мощный: беспрецедентная производительность в малом форм-факторе
Одним из самых замечательных аспектов XQRVE2302 является его размер. Размещенный в удивительно компактном корпусе 23 мм x 23 мм, он представляет собой первый адаптивный SoC, разработанный для космических приложений в таком миниатюрном форм-факторе. Это не просто вопрос эстетики; это важное конструктивное соображение для космических миссий, где важен каждый миллиметр и миллиграмм.
Несмотря на то, что XQRVE2302 занимает менее 30% площади платы по сравнению со своим более крупным собратом, Versal AI Core XQRVC1902, он сохраняет мощную систему обработки. Это уменьшение размера также приводит к значительному снижению энергопотребления, что является критическим преимуществом для космических сред с ограниченным энергопотреблением.
Симфония вычислительной мощности: ядра Arm, AIE-ML, DSP и FPGA
XQRVE2302 — это больше, чем просто его AI Engines; это полная, высокоинтегрированная система на кристалле. Он оснащен двухъядерным прикладным процессором Arm® Cortex®-A72, обеспечивающим достаточную мощность для требовательных вычислительных задач. В дополнение к этому имеется двухъядерный процессор реального времени Arm Cortex-R5F, идеально подходящий для критически важных по времени операций и функций управления.
Помимо ядер Arm, XQRVE2302 включает в себя выделенные блоки DSP, обеспечивающие специализированные возможности обработки для приложений обработки сигналов. И, конечно же, это не было бы устройством Versal без программируемой логической матрицы FPGA. Эта комбинация процессорных элементов — ядер Arm, AIE-ML, блоков DSP и FPGA — создает универсальную и мощную платформу, способную обрабатывать широкий спектр космических приложений.
Обеспечение анализа в реальном времени: от обнаружения аномалий до наблюдения за Землей
Возможности XQRVE2302 открывают новую сферу возможностей для бортовой обработки данных в космосе. Представьте себе распознавание изображений в реальном времени, позволяющее спутникам автономно идентифицировать и отслеживать интересующие объекты. Представьте себе автономные навигационные системы, позволяющие космическим кораблям принимать интеллектуальные решения без постоянного вмешательства человека. Рассмотрим возможности расширенного анализа данных датчиков, выполняемого непосредственно на борту, что снижает задержку и требования к пропускной способности для передачи данных.
Применения задач, управляемых ИИ, в космосе обширны и преобразуют. Обнаружение аномалий в данных телеметрии может обеспечить раннее предупреждение о потенциальных сбоях системы. Мониторинг лесных пожаров может помочь отслеживать эти разрушительные события и управлять ими. Классификация растительности и сельскохозяйственных культур может предоставить ценную информацию о здоровье нашей планеты. А обнаружение облаков, казалось бы, простая задача, имеет решающее значение для оптимизации работы спутников наблюдения Земли. Идентифицируя облачный покров, спутники могут избежать передачи ненужных данных, экономя ценную пропускную способность и энергию.
Ускорение разработки: радиационно-стойкий эталонный дизайн Alpha Data
Чтобы ускорить процесс разработки и дать инженерам возможность использовать весь потенциал XQRVE2302, Alpha Data, известный лидер в области решений для ускорения на основе FPGA, представила радиационно-стойкий эталонный дизайн. Эталонная плата ADM-VB630 представляет собой экономичную и надежную платформу для проектирования и прототипирования космических приложений.
Этот эталонный дизайн — больше, чем просто отправная точка; это комплексное решение, которое оптимизирует цикл разработки. Он позволяет инженерам быстро интегрировать XQRVE2302 в свои системы, используя готовые компоненты и проверенные конструкции. Это значительно сокращает время разработки и риски, позволяя быстрее развертывать космические решения на основе ИИ.
Совместная экосистема: преимущество серии Versal XQR
Серия Versal XQR — это не набор изолированных устройств; это тщательно разработанная экосистема. Различные устройства в серии спроектированы так, чтобы играть взаимодополняющие роли, беспрепятственно работая вместе в одной системе.
Например, более крупный XQRVC1902 превосходно справляется со сложными задачами обработки сигналов, используя свои обширные ресурсы и вычислительную мощность. Компактный XQRVE2302, с другой стороны, оптимизирован для задач управления и контроля, AI inferencing и периферийных вычислений, где его небольшой размер и энергоэффективность имеют первостепенное значение. Этот синергетический подход позволяет разработчикам систем создавать высокооптимизированные решения, адаптируя возможности каждого устройства к конкретным потребностям приложения.
Беспрецедентная гибкость: неограниченное перепрограммирование на орбите
В отличие от традиционных радиационно-стойких FPGA, адаптивные SoC AMD Versal XQR предлагают революционную возможность: неограниченное перепрограммирование. Эта гибкость распространяется не только на этап разработки, но и после развертывания — даже в суровых условиях орбиты.
Эта возможность перепрограммировать устройство на орбите является революционной. Она позволяет на лету адаптироваться к изменяющимся требованиям миссии, исправлять непредвиденные проблемы и даже развертывать совершенно новые функциональные возможности. Этот уровень адаптивности беспрецедентен в области космических систем и открывает захватывающие возможности для длительных миссий и развивающихся научных целей. Устройства также должны выдерживать воздействию радиации.
Комплексный набор инструментов: Vivado и Vitis AI
Разработчики могут создавать, компилировать и развертывать проекты для устройств XQR Versal, используя знакомый и мощный набор инструментов AMD Vivado™ и программную платформу Vitis AI. Эти инструменты обеспечивают комплексную и интегрированную среду разработки, поддерживающую широкий спектр языков программирования и фреймворков.
Независимо от того, предпочитаете ли вы работать с RTL, C, C++, Matlab, Caffe, TensorFlow или PyTorch, инструменты Vivado и Vitis AI обеспечивают необходимую поддержку. Эта широкая совместимость гарантирует, что разработчики смогут использовать свой существующий опыт и выбирать инструменты, которые наилучшим образом соответствуют их рабочему процессу и требованиям проекта.
Демонстрация будущего: SpacE FPGA Users Workshop (SEFUW)
AMD собирается продемонстрировать революционный XQRVE2302 на престижном SpacE FPGA Users Workshop (SEFUW). Участники смогут увидеть устройство своими глазами на стендах Alpha Data и Avnet Silica.
Кроме того, Кен О’Нил, выдающийся космический архитектор AMD, выступит с основным докладом в среду, 26 марта, в 9:10 утра по центральноевропейскому времени, в котором подробно расскажет о новом устройстве и его преобразующем потенциале. Эта презентация предоставит ценную информацию об архитектуре, возможностях и приложениях XQRVE2302, предоставив участникам всестороннее понимание этой революционной технологии. Будущее освоения космоса пишется сейчас, и XQR Versal SoC от AMD находится в авангарде этой захватывающей новой главы.