邊緣AI開(kāi)發(fā)的挑戰(zhàn)及ST的解決方案

1 邊緣AI的優(yōu)勢(shì)

今天，人工智能（AI）被廣泛應(yīng)用，幾乎無(wú)所不在，AI有助于汽車(chē)、工業(yè)、個(gè)人電子等產(chǎn)品設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化，改變我們的日常生活和工作方式。在很多應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是工業(yè)應(yīng)用，AI 將是一個(gè)“攪局者”，將會(huì)改變現(xiàn)有的游戲規(guī)則。

Matteo MARAVITA(意法半導(dǎo)體亞太區(qū)人工智能創(chuàng)新中心&智能手機(jī)創(chuàng)新中心高級(jí)經(jīng)理)

雖然很多企業(yè)專(zhuān)注生成式AI 和大型數(shù)據(jù)中心驅(qū)動(dòng)的AI，但意法半導(dǎo)體（ST）注意到，邊緣AI 現(xiàn)在正在成為熱門(mén)話題，并將成為工業(yè)數(shù)字化的關(guān)鍵推動(dòng)者。邊緣AI 是一種不同尋常的AI，直接位于網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)的微型設(shè)備上，由一系列不同的芯片和軟件棧驅(qū)動(dòng)。

邊緣AI 意味著原始數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)送到云端，而是在本地設(shè)備上完成推理演算過(guò)程，這種方式讓新應(yīng)用能夠以超低延遲具有更好的性能，從而讓實(shí)時(shí)應(yīng)用等待時(shí)間變得很短，并能大幅提高數(shù)據(jù)安全性，而成本僅是云端AI 的幾分之一。從經(jīng)濟(jì)角度看，數(shù)據(jù)上云分析對(duì)于較小的工業(yè)和消費(fèi)工業(yè)應(yīng)用是不可行的，而對(duì)于較大應(yīng)用可能是可行的。

ST 專(zhuān)注邊緣AI 市場(chǎng)， 我們可以直接在MPU、MCU 甚至 MEMS 傳感器上運(yùn)行AI 算法。邊緣AI 本身就是一種技術(shù)趨勢(shì)，因?yàn)樗梢詭椭髽I(yè)解決許多亟待解決的挑戰(zhàn)。邊緣AI 有助于縮小產(chǎn)品尺寸，降低制造和運(yùn)營(yíng)成本，并且可以顯著降低功耗和數(shù)據(jù)帶寬，同時(shí)還能提高工業(yè)和個(gè)人電子產(chǎn)品的數(shù)據(jù)安全性。

2 開(kāi)發(fā)應(yīng)用的挑戰(zhàn)及解決方案

采用邊緣AI 開(kāi)發(fā)應(yīng)用面臨的最大挑戰(zhàn)是：90%~95% 的嵌入式工程師缺乏或根本沒(méi)有AI 開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)他們掌握了一些AI 技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，并了解到如何用AI 解決應(yīng)用中存在的問(wèn)題后，往往需要打破原來(lái)的設(shè)計(jì)觀念，重新思考怎么設(shè)計(jì)。以機(jī)器學(xué)習(xí)為例，設(shè)計(jì)人員需要專(zhuān)注的是數(shù)據(jù)而非算法，這就是為什么ST 如此重視STM32Cube.AI 開(kāi)發(fā)者云和NanoEdgeStudio AI 工具，因?yàn)檫@些工具可幫助開(kāi)發(fā)人員創(chuàng)建解決問(wèn)題的應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，與傳統(tǒng)嵌入式方法相比，邊緣AI 的開(kāi)發(fā)成本和功耗更低，而安全性更高。

ST 的解決方案是為客戶(hù)提供一個(gè)資源豐富的生態(tài)系統(tǒng)。對(duì)于開(kāi)始AI 設(shè)計(jì)的客戶(hù)，我們開(kāi)發(fā)了AI 軟件庫(kù)、AI 工具（包括用 NanoEdge AI Studio 訓(xùn)練模型和選擇模型）、開(kāi)發(fā)板和本地AI 專(zhuān)家支持服務(wù)。

此外，我們?cè)谠贫苏纤械膽?yīng)用開(kāi)發(fā)工具創(chuàng)建了STM32Cube.AI 開(kāi)發(fā)者云，這是一個(gè)獨(dú)特而強(qiáng)大的AI開(kāi)發(fā)工具，用戶(hù)可以訪問(wèn)高價(jià)值的模型庫(kù)和開(kāi)發(fā)板庫(kù)，對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行對(duì)標(biāo)測(cè)試和性能測(cè)試。

我們還不斷增加適合不同應(yīng)用場(chǎng)景的完整的參考設(shè)計(jì)，客戶(hù)可以從中汲取設(shè)計(jì)靈感，或者可以在他們的產(chǎn)品中直接復(fù)制我們的設(shè)計(jì)，而修改自己的數(shù)據(jù)集的工作量很小。

下一步，我們還將提高產(chǎn)品組合的算力，增加AI硬件加速功能，讓客戶(hù)不用花費(fèi)太多就能獲得非常先進(jìn)的算力，實(shí)現(xiàn)以前不可能實(shí)現(xiàn)的智能解決方案。

總之，ST 通過(guò)技術(shù)突破、產(chǎn)品組合和軟件生態(tài)系統(tǒng)將邊緣AI 變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，下一步，我們將提高產(chǎn)品組合的算力，增加AI 硬件加速功能。憑借完整的軟件生態(tài)系統(tǒng)和市場(chǎng)前列的硬件產(chǎn)品，ST 已經(jīng)躋身嵌入式AI 解決方案的先進(jìn)提供商之列。在保證質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展和穩(wěn)定供貨的同時(shí)，ST 將以AI 賦能工業(yè)數(shù)字化，助力開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在未來(lái)的互聯(lián)世界中大放異彩。

（本文來(lái)源于《EEPW》2023年11月期）