Movidius представила модуль нового поколения для систем технического зрения

Movidius разработала СнК, имитирующую функции человеческого зрения. Специалисты компании назвали новое решение модулем обработки сигналов систем технического зрения (VPU, vision processing unit). Чип VPU создан для взаимодействия с датчиком изображения мобильного устройства и прикладным процессором. Чип первого поколения – Myriad 1 – применялся в проекте Google Tango. В настоящий момент Movidius анонсировала чип второго поколения – Myriad 2. Разработчики отмечают, что новое устройство в 20 раз быстрее предшественника. Чип с 16-битной разрядностью и монтажной площадью 6.5 кв.мм. обеспечивает производительностью 2 TSLOPS.

«Чип Myriad 2 предназначен для систем новой эры, – рассказывает порталу EE Times директор Movidius, Реми Эль-Казан. – Мы в 20 раз повысили энергетическую эффективность нового чипа по сравнению с Myriad 1. Это означает в 20 раз большую производительность при тех же затратах энергии, либо ту же производительность при затратах питания в 20 раз меньше».

Чип Myriad 1 изначально проектировался как сопроцессор для смартфонов и других мобильных устройств, уже оборудованных прикладным процессором. Однако Myriad 2 может заменить и его, поскольку в составе нового чипа предусмотрено два высокопроизводительных RISC-процессора.

На одном ядре RISC-процессора выполняется ОС реального времени, на другом может обрабатываться код приложения. Кроме того, чип Myriad 2 оборудован 12 векторными модулями с поточной гибридной архитектурой (SHAVE), что в 4 раза больше, чем в предшественнике. Модули SHAVE сочетают лучшие свойства RISC-процессоров, DSP-процессоров, графических ускорителей. Данные компоненты могут работать с различными форматами данных: с фиксированной и плавающей запятой. Модули SHAVE расположены вокруг каскадов памяти с низкой задержкой, что способствует низкому энергопотребления (500 мВт) за счёт исключения отнимающих время и энергию задач буферизации потоков данных.

Также Movidius добавила 20 специализированных аппаратных ускорителей для обработки наиболее частых задач систем технического зрения. Кроме этого, чип оборудован 12 каналами интерфейса MIPI и подобранными периферийными интерфейсами, включая Ethernet, USB, SPI, I2S, LCD и UART. Чип Myriad 2 занимает площадь лишь 6.5 кв.мм., выпускается в 225-выводном корпусе BGA с шагом шариковых выводов – 0.4 мм. Модуль снабжён 1 Гб энергетически эффективной синхронной памяти LPDDR II.

«20-кратное повышение скорости нового чипа по сравнению с предшественником обусловлено тремя моментами, – продолжает Эль-Казан. – Во-первых, Myriad 2 имеет на 50% больше программируемых ядер. Во-вторых, вместо частоты 180 МГц и 65-нм геометрии, в новом решении задействована частота 600 МГц при техпроцессе 28 нм. И, наконец, в-третьих, в предшественнике использовались только программируемые ядра, но в новом чипе мы добавили более 20 высокопроизводительных конфигурируемых ускорителей для задач отображения и технического зрения. Это позволило добиться производительности 2 TFLOPS при разрядности 16 бит».

Согласно директору Movidius, чип Myriad 2 задаст новый уровень в системах технического зрения, для которых требуется большая производительность в рамках ограниченного объёма. Модуль может применяться в системах захвата видео, 3-мерном сканировании, инфракрасных и панорамных камерах, оборудовании дополненной реальности, службах определения местоположения внутри помещения, в игровых системах. В тесте Haar Cascade модуль Myriad 2 показал, что за 7 мс может произвести 50 тыс. классификаций в одном кадре высокого разрешения.

Несмотря на высокопроизводительные аппаратные средства в новом решении, разработчики делают акцент на программном обеспечении. 90 % инженеров компании являются программистами. Кульминацией работы, занявшей более 8 лет и потребовавшей 60 млн. долларов, стало то, что команда инженеров создала комплект разработчика Myriad Development Kit (MDK). По словам разработчиков, комплект MDK прост в использовании, несмотря на сложность настройки рабочих процессов чипа для интеллектуальной работы с потоком видео.

«MDK позволит разработчикам настраивать произвольные прикладные конвейеры, используя ресурсы чипа, – отмечает Гэри Браун, вице-президент по маркетингу в Movidius. – Иногда разработчикам потребуются аппаратные ускорители, иногда им будут нужны фирменные программные средства. Они объединят все возможности в один конвейер, что позволит автоматизировать распределение задач в соответствии с ресурсами чипа. Таким образом, благодаря всем ресурсам чипа упрощается разработка систем».

Помимо всесторонних библиотек с часто используемыми функциями, в MDK представлены образцы приложений, например, камеры Байера, плюс все ресурсы, которые нужны инженерам для разработки своих конвейеров с использованием компиляции кода при поддержке языков C, C++, и OpenCL. Разработчики также смогут вносить изменения в функции конвейера в считанные минуты, благодаря автоматическим механизмам, решающим задачи распределения данных, изменяющихся каждый раз при модификации внутренней функции. Макетная плата с чипом Myriad 2 поддерживает различные камеры и МЭМС-датчики. Также с состав входит комплект интеграции прикладных процессоров.

Образцы чипа станут доступными отобранным заказчикам в августе. Демонстрация решения пройдёт на выставке Hot Chips Symposium (США, Купертино, шт.Калифорния) с 10 по 12 августа. Браун отметил, что коммерческие решения с новым модулем Myriad 2 появятся на рынке в ближашие 12 месяцев.