15 найкращих типів апаратних прискорювачів для штучного інтелекту та периферійних обчислень

15 найкращих типів апаратних прискорювачів для штучного інтелекту та периферійних обчислень

Ви побачите багато видів апаратних прискорювачів, які змінять штучний інтелект та периферійні обчислення у 2026 році. До них належать графічні процесори, процесори TPU, FPGA, спеціалізовані мікросхеми (ASIC), нейронні процесори (NPU), віртуальні процесори (VPU), цифрові процеси обробки сигналів (DSP), периферійні системи на кристалі (SoC), прискорювачі класу MCU, квантові прискорювачі, прискорювачі штучного інтелекту RISC-V, обчислення в пам'яті, фотонні прискорювачі, співпроцесори штучного інтелекту та модульні прискорювачі. Апаратне забезпечення робить штучний інтелект швидшим та кращим на периферії. Багатьом людям потрібні швидкі відповіді від штучного інтелекту. Ринок обладнання для периферійного штучного інтелекту зростає з кожним роком. Він коштує мільярди доларів. Спеціальні програми-прискорювачі та різні конструкції допомагають вам використовувати нові моделі та ситуації штучного інтелекту. Ви можете шукати програми-прискорювачі, які відповідають вашим потребам.

Ключові винесення

  • Дізнайтеся про різні апаратні прискорювачі, такі як графічні процесори, процесори TPU та FPGA. Кожен з них допомагає зі спеціальними завданнями штучного інтелекту та надає певні переваги.

  • Оберіть найкращий прискорювач для ваших потреб у сфері штучного інтелекту. Враховуйте швидкість, енергоспоживання та гнучкість. Це допоможе вам отримати найкращі результати.

  • Продовжуйте вивчати нові речі, такі як квантові прискорювачі та RISC-V. Ці нові інструменти можуть зробити ШІ працювати краще та швидше.

  • Подивіться, скільки коштуватиме обладнання та його експлуатація. Важливо збалансувати те, що ви платите спочатку, з тим, що заощадите пізніше. Це допоможе вам ефективно використовувати штучний інтелект.

  • Подумайте, наскільки легко розвиватися, якщо ви обираєте акселератори. Деякі типи дозволяють додавати або змінювати компоненти відповідно до потреб вашого ШІ.

Огляд апаратних прискорювачів штучного інтелекту

Огляд апаратних прискорювачів штучного інтелекту
Джерело зображення: пікселі

Графічні процесори

Графічні процесори допомагають виконувати багато завдань зі штучним інтелектом одночасно. Вони добре підходять для паралельних обчислень. Ви бачите їх у периферійних пристроях, таких як розумні камери та автомобілі з автономним керуванням. Графічні процесори пришвидшують обробку даних. Це допомагає швидко приймати рішення. Вони також працюють з 5G, тому дані передаються швидше.

  • Поширене використання:

    • Пошук предметів у безпілотних автомобілях

    • Ремонт машин на заводах до їх поломки

    • Виявлення дивних речей у системах безпеки

  • Провідні моделі 2026 року:

    • Платформа NVIDIA Rubin

    • Платформа AMD Helios

    • Графічні процесори NVIDIA B200 та H200 Tensor Core. Графічні процесори чудові, оскільки вони швидко обробляють великі обсяги даних. Ви можете довіряти їм у сфері потужних обчислень штучного інтелекту.

ТПУ

TPU – це спеціальні чіпи, створені для завдань штучного інтелекту. Вони використовуються для глибокого та машинного навчання. TPU мають конструкцію систолічного масиву. Це дозволяє їм вирішувати багато математичних задач одночасно. Вони найкраще працюють з TensorFlow. TPU допомагають навчати та запускати моделі штучного інтелекту швидше, ніж графічні чи центральні процесори.

  • Ключові особливості:

    • Економить енергію

    • Створено для певних робіт

    • Добре працює з TensorFlow

  • Випадки використання на периферії:

    • Розумні заводи

    • Спостереження за місцями

    • Роботи, які працюють самостійно

  • Найкращі моделі 2026 року:

    • TPU виведення даних для периферійного штучного інтелекту

    • Прикордонні технологічні процесори (TPU) для штучного інтелекту на пристрої забезпечують швидке та значне прискорення роботи зі штучним інтелектом, особливо для периферійних даних.

FPGAs

ПЛІС – це апаратні прискорювачі, які можна змінювати. Ви можете перепрограмувати їх для нових моделей штучного інтелекту. Це робить їх зручними для зміни завдань. ПЛІС споживають менше енергії, ніж процесори. Ви можете використовувати їх повторно, тому вони служать довше.

  • Основне використання:

    • Негайна обробка даних датчиків

    • Розумне керування ШІ

    • Захисне обладнання

  • Популярні моделі у 2026 році:

    • Серії AMD Versal та Alveo

    • Серія Intel Agilex

    • Малопотужні ПЛІС від Lattice Semiconductor. ПЛІС допомагають вам адаптуватися до нових потреб ШІ без нових мікросхем. Ви отримуєте як гнучкість, так і економію енергії.

ASIC

ASIC-інтегральні схеми (ASIC) – це чіпи, створені лише для однієї задачі. Вони використовуються для максимальної швидкості та низького енергоспоживання в штучному інтелекті. ASIC-інтегральні схеми добре підходять як для навчання ШІ, так і для логічного висновку. Вони працюють на 50% краще та споживають на 30% менше енергії, ніж графічні процесори (GPU).

  • переваги:

    • Чудова продуктивність на кожен ват

    • Менші витрати на експлуатацію

    • Швидкі відповіді від штучного інтелекту

  • Найкращі компанії у 2026 році:

    • AMD

    • Huawei

    • Графкор

    • Nvidia

    • Алфавіт

    • ASIC-інтегральні схеми Apple найкраще працюють, коли ви запускаєте одну й ту саму модель штучного інтелекту багато разів.

НПУ

Нейронні процесори (НПЧ) – це апаратні прискорювачі для нейронних мереж. Їх можна знайти в телефонах та пристроях граничного штучного інтелекту. НПЧ забезпечують швидкі результати ШІ з низькою затримкою. Вони споживають менше енергії, тому батареї працюють довше.

  • Поширені програми:

    • Розпізнавання осіб

    • Мовленнєві завдання

    • Пошук об'єктів

  • Провідні моделі 2026 року:

    • Atomiq SoC з SPOT-оптимізованим NPU

    • Нейронні процесори Arm Ethos-U85 допомагають швидко запускати моделі штучного інтелекту та економити енергію на периферії.

VPU

VPU (відеопроцесори) – це блоки обробки зору. Вони використовуються для завдань штучного інтелекту з зображеннями та відео. VPU є в камерах, дронах та пристроях розумного дому. Вони виконують такі дії, як відстеження об'єктів та зчитування жестів.

  • Ключові особливості:

    • Споживає мало енергії

    • Швидкі відеоперевірки

  • Користувачі:

    • Системи розумного спостереження

    • Відеопроцесори доповненої реальності дозволяють додавати штучний інтелект до пристроїв та економити енергію.

ЦСП

ЦСП – це цифрові сигнальні процесори. Вони використовуються для обробки звуку та відео. ЦСП допомагають із голосовими командами, аудіо та телефонними дзвінками.

  • Поширене використання:

    • Голосові помічники

    • Кращий звук у розумних динаміках

    • Робота з відео в телефонах, цифрові сигнальні процеси (DSP) забезпечують швидкий та розумний штучний інтелект для сигналів.

Периферійні однокристальні системи (SoC)

Edge SoC об'єднують центральні, графічні та нейронні процесори (GPU), процесори та багато іншого на одному чіпі. Ви отримуєте все необхідне для штучного інтелекту на периферії. Edge SoC допомагають вам швидко приймати рішення, використовувати менше даних та зберігати конфіденційність.

  • переваги:

    • Швидкі відповіді для важливих завдань

    • Краща конфіденційність та безпека

    • Працює добре навіть при поганому інтернеті

    • Економить заряд акумулятора

  • Користувачі:

    • Самозахищені автомобілі

    • Доповнена реальність

    • Розумні будинки. SoC на периферії дозволяють запускати штучний інтелект поруч із місцем отримання даних. Це робить пристрої розумнішими та швидшими.

Прискорювачі класу MCU

Прискорювачі класу MCU дозволяють використовувати штучний інтелект у невеликих пристроях. Вони використовуються в носимих пристроях, сенсорах та розумних гаджетах. Ці прискорювачі покращують роботу моделей на простому обладнанні.

  • Ключові особливості:

    • Виконує багато математичних завдань одночасно

    • Розумне використання пам'яті

    • Дозволяє основному процесору відпочивати та економити енергію

  • Найкращі моделі 2026 року:

    • Infineon PSoC Edge E84

    • Прискорювачі класу мікроконтролерів STM32N6 від STMicroelectronics допомагають вам розміщувати штучний інтелект у крихітних пристроях та підтримувати їхню ефективність.

Квантові прискорювачі

Квантові прискорювачі використовують квантові обчислення для штучного інтелекту. Їх використовують для великих завдань, таких як пошук нових ліків або перевірка грошових ризиків. Квантовий штучний інтелект працює швидше, ніж звичайні комп'ютери.

  • Основне використання:

    • Охорона здоров'я (пошук нових ліків)

    • Гроші (перевірка ризиків)

    • Покращення ланцюгів поставок

  • Нові моделі у 2026 році:

    • Квантові комп'ютери IBM

    • Гібридні квантово-класичні системи AMD та IBM. Квантові прискорювачі змінять спосіб вирішення складних задач штучного інтелекту.

Прискорювачі штучного інтелекту RISC-V

Прискорювачі штучного інтелекту RISC-V використовують відкриті та гнучкі конструкції. Ви можете змінювати їх для своїх завдань зі штучним інтелектом. Ці прискорювачі підтримують багато типів обчислень та спеціальних функцій.

  • Ключові особливості:

    • Відкритий код та легко змінюється

    • Обробляє багато ядер

    • Добре працює з різним обладнанням

  • Найкращі моделі 2026 року:

    • X160 Gen 2, X180 Gen 2 (IoT та дальній периферійний зв'язок)

    • X280 Gen 2, X390 Gen 2, XM Gen 2 (сучасні завдання зі штучним інтелектом) Прискорювачі штучного інтелекту RISC-V дозволяють вам керувати своїми чіпами та налаштовувати їх відповідно до ваших потреб.

Обчислення в пам'яті

Прискорювачі обчислень в пам'яті працюють з даними там, де вони зберігаються. Ви використовуєте їх, щоб заощадити час та енергію на переміщення даних. Це пришвидшує роботу штучного інтелекту та економить енергію.

  • Користувачі:

    • Відповіді ШІ в центрах обробки даних

    • Периферійні пристрої з великою кількістю даних. Обчислення в пам'яті допомагають краще використовувати великі моделі штучного інтелекту.

Фотонні прискорювачі

Фотонні прискорювачі використовують світло для обробки даних. Ви отримуєте вищу швидкість та споживаєте менше енергії. Ці прискорювачі добре підходять для завдань штучного інтелекту, які потребують великої кількості даних та швидких відповідей.

  • Область застосування:

    • Робота зі штучним інтелектом у центрі обробки даних

    • Швидка аналітика на периферії. Фотонні прискорювачі надають вам новий спосіб покращити роботу ШІ.

Співпроцесори штучного інтелекту

Співпроцесори штучного інтелекту – це додаткові чіпи, які допомагають вашому основному чіпу. Ви використовуєте їх для виконання завдань штучного інтелекту та пришвидшення роботи системи. Співпроцесори штучного інтелекту обробляють такі речі, як мовлення та зображення.

  • Переваги:

    • Краща швидкість системи

    • Споживає менше енергії

  • Користувачі:

    • Телефони

    • Співпроцесори штучного інтелекту в ноутбуках допомагають додавати функції штучного інтелекту, не уповільнюючи роботу основного чіпа.

Модульні прискорювачі

Модульні прискорювачі дозволяють додавати або змінювати обладнання штучного інтелекту за потреби. Ви можете замінювати модулі, щоб використовувати нові моделі штучного інтелекту або отримати більше потужності. Це забезпечує гнучкість і підтримує актуальність вашої системи.

  • переваги:

    • Простота оновлення

    • Підходить для нових робочих місць

  • Користувачі:

    • Крайові шлюзи

    • Автоматизація виробництва. Модульні прискорювачі допомагають вам встигати за швидкими змінами штучного інтелекту.

Порада: Вибираючи апаратні прискорювачі, подумайте про вашу роботу зі штучним інтелектом, дані, які вам потрібні, та де ви використовуєте свої пристрої. Правильний чіп може зробити ваш штучний інтелект швидшим, розумнішим та енергоекономнішим.

Порівняння прискорювачів

Порівняння прискорювачів
Джерело зображення: пікселі

продуктивність

Ви хочете, щоб ваші периферійні пристрої працювали швидко. Графічні процесори та процесори (TPU) забезпечують велику потужність для великих моделей штучного інтелекту. ASIC та NPU також пришвидшують виконання завдань штучного інтелекту, таких як розпізнавання зображень. FPGA дозволяють змінювати їхню ефективність для виконання спеціальних завдань. Квантові прискорювачі можуть зробити штучний інтелект набагато швидшим, але ви ще не бачите їх у кожному пристрої. Модульні прискорювачі допомагають покращити продуктивність, додаючи нові компоненти, коли вам потрібна більша потужність.

Ефективність енергії

Економія енергії важлива для периферійного штучного інтелекту. Ви хочете, щоб батареї працювали довго, а пристрої залишалися холодними. Деяке обладнання, таке як Google Edge TPU та Intel Movidius Myriad X, споживає мало енергії, але все одно добре працює зі штучним інтелектом. SiMa.ai MLSoC забезпечує понад 50 TOPS зі споживанням менше 5 Вт. Hailo-8 працює добре та споживає лише близько 3 Вт. NVIDIA Jetson AGX Orin потужний, але споживає більше енергії, до 60 Вт. Ви можете порівняти ці прискорювачі в таблиці нижче:

Тип прискорювача

TOPS

Споживана потужність (Вт)

Категорія ефективності

SiMa.ai MLSoC

50 +

<5

Високі експлуатаційні характеристики

Хайло-8

26

2.5-3

Збалансована продуктивність

Qualcomm RB5

15

5-15

Збалансована продуктивність

Rockchip RK3588

6

8-15

Низька потужність

Intel Movidius Myriad X

4

5

Низька потужність

ТПУ Google Edge

4

2

Низька потужність

NXP i.MX 8M Plus

2.3

3-8

Низька потужність

NVIDIA Jetson AGX Orin

275

10-60

Високі експлуатаційні характеристики

Акселера Метіс

214

20-40

Високі експлуатаційні характеристики

Порада: Виберіть правильний чіп для вашого штучного інтелекту, щоб заощадити енергію та отримати хороші результати.

Сценарії розгортання

Прискорювачі штучного інтелекту можна використовувати в багатьох місцях. Edge SoC та прискорювачі класу MCU встановлюються в невеликі датчики та носимі пристрої. Графічні процесори, нейронні процесори та віртуальні процесори знаходяться в розумних камерах, автомобілях та телефонах. У центрах обробки даних для великих завдань штучного інтелекту використовуються ASIC, FPGA та фотонні прискорювачі. Модульні прискорювачі дозволяють оновлювати обладнання, коли змінюються моделі штучного інтелекту.

масштабованість

Ви хочете, щоб ваша система штучного інтелекту зростала в міру ваших потреб. Модульні прискорювачі та FPGA дозволяють додавати більше компонентів або змінювати їх для нових моделей штучного інтелекту. Графічні процесори та ASIC добре підходять для великих групових завдань штучного інтелекту. Edge SoC та прискорювачі штучного інтелекту RISC-V надають вам вибір як для малих, так і для великих систем.

Коштувати

Вартість має значення при виборі обладнання штучного інтелекту. Мікроконтролери та віртуальні процесори (VPU) коштують менше та добре підходять для простих завдань штучного інтелекту. ASIC та квантові прискорювачі коштують дорожче, але забезпечують максимальну продуктивність для спеціальних завдань. Модульні прискорювачі допомагають заощадити гроші, дозволяючи оновлювати лише те, що вам потрібно. Перш ніж робити вибір, слід враховувати вартість, продуктивність та енергоспоживання.

Вибір акселераторів

Потреби застосування

Спочатку подумайте, що має робити ваш додаток штучного інтелекту. Деякі завдання потребують швидких відповідей, наприклад, автомобілі без водія. Розумні камери також потребують швидких результатів. Інші завдання, такі як охорона здоров'я чи заводи, використовують багато даних. Якщо ви хочете використовувати багато моделей штучного інтелекту, вам потрібна гнучкість. У таблиці нижче показано, як різні типи кремнію порівнюються для обчислень на базі штучного інтелекту:

Фактор

Графічні процесори

НПУ

FPGAs

ASIC

Гнучкість

Висока гнучкість, підтримує різні моделі

Помірна гнучкість, адаптована до завдань

Реконфігурований, але складний

Найменш гнучкий, дорогий для переробки

Час ітерації

Швидкий завдяки сумісності з інструментами

Відносно швидко для нейронних мереж

Довше через реконфігурацію

Найповільніший, потребує переробки для оновлень

продуктивність

Висока продуктивність з використанням ресурсів

Висока продуктивність, але потребує точного налаштування

Винятково для специфічних завдань, потрібне ручне налаштування

Найкраща продуктивність на ват, потрібна значна конструкторська робота

Графічні процесори дозволяють швидко змінювати об'єкти та є гнучкими. Нейронні процесори та ПЛІС добре підходять для спеціальних завдань зі штучним інтелектом. ASIC дуже швидкі, але їх важко змінити.

масштабованість

Подумайте про те, як може розвиватися ваша система штучного інтелекту. Якщо ви хочете додати більше потужностей штучного інтелекту пізніше, використовуйте модульні прискорювачі або FPGA. Хмарні платформи допомагають вам швидко розвиватися, але ви платите за те, що використовуєте. Локальний кремнієвий інтерфейс може заощадити гроші, якщо ваші завдання зі штучним інтелектом залишаться незмінними. Виберіть обладнання, яке відповідає вашим планам на майбутнє.

Середовище розгортання

Вирішіть, де працюватиме ваш штучний інтелект. Периферійні пристрої, такі як датчики та носимі пристрої, потребують невеликих чіпів, які споживають мало енергії. У центрах обробки даних для важких завдань використовуються потужні чіпи штучного інтелекту. Периферійні налаштування можуть спочатку коштувати дорожче, але згодом заощаджують гроші. Хмарні рішення гнучкі, але ви платите щомісяця. Виберіть найкраще місце для свого штучного інтелекту на основі ваших даних та потреб.

Продуктивність проти потужності

Вам потрібен потужний штучний інтелект, але ви також хочете заощадити енергію. Нейронні процесори (NPU) та віртуальні процесори (VPU) добре підходять для периферійного штучного інтелекту, оскільки вони споживають менше енергії. Графічні процесори (GPU) та спеціалізовані мікросхеми (ASIC) дають вам більше потужності штучного інтелекту, але споживають більше енергії. Вам слід збалансувати швидкість та час автономної роботи для вашої роботи зі штучним інтелектом. Якщо вам потрібен тривалий час автономної роботи, вибирайте чіпи, які споживають менше енергії.

Фактори витрат

Зверніть увагу як на ціну обладнання, так і на вартість його експлуатації. Компанії балансують між купівлею нових чіпів та оплатою живлення та охолодження. ШІ на периферії може коштувати дорожче спочатку, але згодом заощаджує гроші. Хмарний ШІ є гнучким, але ви платите щомісяця. Перевірте всі витрати, перш ніж вибрати обладнання для ШІ.

Порада: Завжди підбирайте потужність штучного інтелекту відповідно до ваших потреб. Це допоможе вам отримати хорошу швидкість, заощадити енергію та контролювати витрати.

Вам потрібно підібрати правильний апаратний прискорювач штучного інтелекту для вашої роботи зі штучним інтелектом. Кожен тип кремнію надає різні способи запуску штучного інтелекту та обробки даних. Ви можете використовувати штучний інтелект для обробки даних, навчання моделей штучного інтелекту та підвищення обчислювальної потужності. Деякі прискорювачі допомагають заощаджувати енергію. Інші надають більше обчислювальних ресурсів для великих завдань штучного інтелекту. Штучний інтелект можна побачити в багатьох місцях, від периферійних пристроїв до центрів обробки даних. Новий кремній постійно змінює те, як ви використовуєте штучний інтелект. Залишайтеся цікавими апаратним забезпеченням штучного інтелекту. Ви можете зробити кращий вибір для свого майбутнього зі штучним інтелектом.

FAQ

Що таке апаратний прискорювач?

Апаратний прискорювач — це чіп, який допомагає вашому пристрою швидше виконувати завдання штучного інтелекту. Він пришвидшує такі речі, як розпізнавання зображень та голосові команди. Ви також використовуєте його для аналізу даних.

Як вибрати правильний акселератор для вашого проєкту?

Подумайте про свою роботу зі штучним інтелектом, необхідну потужність та бюджет. Якщо ви хочете легко змінювати параметри, оберіть графічний процесор або FPGA. Якщо вам потрібно заощадити енергію, використовуйте нейронний процесор або віртуальний процесор. Завжди вибирайте чіп, який відповідає вашій роботі.

Чи можна пізніше оновити обладнання вашого штучного інтелекту?

Так! Модульні прискорювачі дозволяють додавати нові компоненти або замінювати старі. Ви можете підтримувати свою систему в актуальному стані, не купуючи абсолютно новий пристрій.

Чи всім периферійним пристроям потрібен однаковий тип прискорювача?

Ні. Різні пристрої використовують різні прискорювачі. Наприклад:

Тип пристрою

Звичайний прискорювач

Інтелектуальна камера

ВПУ, НПУ

Придатний для шкарпетки

MCU-класу

Фабричний робот

ПЛІС, ASIC

Ви обираєте прискорювач, який найкраще працює для вашого пристрою.

Залишити коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований. Обов'язкові поля позначені * *