“AI的發展，以及AI的無處不在，為高度受限的系統帶來更高要求的工作負載?！?Manuel說。

人工智能驅動的嵌入式系統：不同階段與對策

人工智能驅動的嵌入式系統，有著三個階段的處理任務，預處理階段負責傳感器處理與融合數據調節，對于系統而言這是非常關鍵的一環；在推理階段，實時嵌入式系統解決感知、分析、情境感知問題，后處理階段實現決策、控制、反饋。

這三類處理都必須能夠加速，才能夠真正實現全系統的實時。但由于沒有任何一類處理器能夠針對三個階段進行優化，因此，用戶構建的系統大都是采用這樣的對策：在預處理階段采用非自適應的SoC或I/O接口及硬ISP方式，但這種方式缺少靈活性，必須通過外部的內存來做一些存儲和緩存，由于處理器并沒有經過優化，所以不僅影響其效率，而且時延也有所加強；推理階段采用非自適應的矢量處理器；在后處理階段，通常使用的都是高性能的嵌入式CPU。

對用戶而言，采用AMD第一代Versal AI Edge系列的可編程邏輯來做預處理，然后用矢量處理或者人工智能引擎來做推理，也不失為一個選項。但這種做法的不足之處是，后處理階段需要配置外部的處理器。

無論采用哪種方法，都離不開多芯片的解決方式，導致一系列新的問題，比如更高的功率需求，供電的復雜性，更高的占板面積與終端的系統尺寸，更高的外部內存需求，以及芯片間凸性帶來的時延增加；而板卡上更多的組件，也意味著更多的安全漏洞、可能的故障點以及更大的報廢挑戰，板卡設計時間與工作量也成為拉低生產率的因素。

4月9日，AMD發布了為嵌入式系統帶來單芯片智能性的第二代Versal 自適應SoC，順利化解上述挑戰。

二代Versal 自適應SoC發布：兩款新品系列

兩款產品分別是面向AI驅動型嵌入式系統的第二代Versal AI Edge系列，以及面向經典嵌入式系統的第二代Versal Prime系列。兩款新品除了具備同樣的AI引擎，還能夠實現高達3倍的TOPS每瓦，以及高達10倍的標量計算，采用全新高性能集成CPU；通過AMD可編程邏輯，實現世界領先的自適應計算。

顧名思義，單芯片智能意味著在單個器件中提供端到端的加速，也就是實現全部三個階段的加速。

在預處理環節，AMD可編程邏輯支持傳感器的融合和數據調節；可編程邏輯可以非常靈活地適應各類型的接口，確保真正的實時，還可以在現場部署之后進行升級，實現定制的可編程邏輯差異化，且無需外部的內存以及緩存的需求和設置，支持廣泛的速率、電壓和工作模式，減輕了處理工作的壓力，節省了運行時間。

針對AI推理環節，AMD第二代Versal AI Edge系列器件中提供了名為AIE-ML v2的AI引擎，通過擴展的數據類型支持，實現了高達2倍的每瓦TOPS。其特點是控制處理器包含在AI引擎陣列中，并且做了硬化，無需使用可編程邏輯進行控制，將可編程邏輯用于傳感器和硬圖像和視頻等數據處理的應用，由此也支持更多的數據類型，在提高吞吐量的前提下實現更高的精準度。

這也是和上一代的顯著差別。

AI引擎功能強大，但離不開強大好用的軟件包。AMD提供了一個Vitis AI軟件，方便開發者將原本非常熟悉的開源工具，比如PyTorch、TensorFlow等在Vitis中進行優化，然后更好地部署和推理。

AMD第二代Versal自適應的SoC還大大提升了CPU的能力，實現高達8倍的Arm Cortex-A78AE核心，每核心最高頻率高達2.2GHz，并且有高達200.3K的DMIPS算力，為復雜的后處理提供高達10倍的標量算力。

針對控制功能的實時處理單元，RPU提供高達10倍的Arm Cortex-R52核心，每核心最高頻率高達1.05 GHz，高達28.5K的DMIPS算力。

邊緣對于信息安全和功能安全都有非常嚴格的要求，新產品也提供了通過車規級認證和安全認證的ASIL D以及SIL 3，分別用于自動駕駛的汽車以及工業機器人——這些應用場景從產品的設計開始就必須加入的。

超越前一代：以功能的完善與中央計算的能力

AMD的第一代CPU加速解決方案已經應用于廣泛的市場，而面向 AI 驅動型及經典嵌入式系統的第二代Versal AI Edge系列能夠形成系統的中央計算，拓展了其在汽車、機器人、工業物聯網、醫療、機器視覺、專業音視頻與廣播等眾多領域的更深層次的應用，這也是AMD數十年來為具有挑戰性的嵌入式應用提供解決方案積累的豐富經驗為支撐。

以一個高級自動駕駛輔助系統L2和L3為例，第二代Versal AI Edge系列比第一代提升了4倍圖像處理的能力，消耗的功率卻非常接近；而在充斥攝像頭與海量視頻的智慧城市領域，采用第二代Versal AI Edge系列的邊緣AI設備不僅縮小30%的占板面積，而且支持2倍的視頻流，每路視頻流占板面積縮小65%；在專業的音視頻和廣播領域，第二代Versal Prime系列提供每秒約60幀的高精度流量，比Zyng MPSoC高出一倍的視頻處理面積，每路視頻流占板面積縮小35%。

總體而言，一代產品更多的是邊緣的傳感或者計算的卸載，而二代產品不僅一代產品功能的補充，更能以中央計算的能力應對不同的場景。

以斯巴魯為代表，試用計劃已經展開

斯巴魯（Subaru）是一家知名的汽車整車供應商，在其視覺系統EyeSight 中采用第二代Versal AI Edge系列，實現了碰撞前制動、車道偏離預警、自適應巡航控制和車道保持輔助等功能。之所以選擇AMD第二代Versal AI Edge系列，就是看中了它在確保安全可靠前提下的低時延、先進的數據類型支持、高吞吐量以及高精度的特點，借以鞏固其在下一代視覺系統在AI方面的領先地位。

第二代Versal AI Edge系列可編程邏輯的靈活性，對斯巴魯來也頗具價值——利用在可編程邏輯中實現的反饋IP，斯巴魯下一代EyeSight系統可以實時修改攝像頭的傳感器參數，同時維持其全年消除致命性道路事故的安全目標。

早期的試用計劃已經展開，目前AMD正與包括斯巴魯在內的主要客戶進行接洽，采用第一代評估板和設計工具展開設計與推廣應用。

產品路線圖公布：關注2025

第二代的Versal AI Edge系列和第二代的Versal Prime系列產品芯片的樣片將于2025年上半年發布，評估套件和系統模塊將于2025年年中推出，量產芯片將于2025年末面世。

“AMD此次推出的單芯片的智能用于支持嵌入式系統，應對無處不在的人工智能?！盡anuel總結說，“很難預測5年之后人工智能將會發展到什么樣的程度，但AMD將始終深度參與相關的創新和發展，以領先的產品和解決方案不斷改變我們的生活方式?！?br>