為邊緣 AI 節點供電:邊緣 AI 對供電係統設計的影響
發布時間:2024-07-05 責任編輯:lina
【導讀】邊緣 AI 是將 AI 模型直接部署在位於網絡邊緣的設備上;此舉可通過采用設備上的處理功能來實現低延遲響應,從而減少對雲計算的依賴。若將邊緣 AI 添加到物聯網係統(構成 AIoT(人工智能物聯網)係統的組合)中,則還可以分析傳感器數據、識別模式、得出推論並在本地層麵做出決策,從而盡量減少數據過載;然後,隻需要通過網關傳輸相關結果。邊緣 AI 可以最大限度地減少傳入和傳出雲端的數據,優化帶寬利用並適應微控製器和 FPGA 等資源受限的邊緣設備。
圖 1:RECOM 的 RACM1200 采用數字通信,可輕鬆集成到邊緣 AI 設計中(來源:RECOM)
什麼是邊緣 AI?
邊緣 AI 是將 AI 模型直接部署在位於網絡邊緣的設備上;此舉可通過采用設備上的處理功能來實現低延遲響應,從而減少對雲計算的依賴。若將邊緣 AI 添加到物聯網係統(構成 AIoT(人工智能物聯網)係統的組合)中,則還可以分析傳感器數據、識別模式、得出推論並在本地層麵做出決策,從而盡量減少數據過載;然後,隻需要通過網關傳輸相關結果。邊緣 AI 可以最大限度地減少傳入和傳出雲端的數據,優化帶寬利用並適應微控製器和 FPGA 等資源受限的邊緣設備。
圖 2:AIoT 設計可最大限度地減少網絡負載(來源:RECOM)
圖 2 所示為 AIoT 概念設計。邊緣 AI 應用的其他示例包括智能相機、自動駕駛汽車和醫療保健設備,通過在設備上保留敏感數據來增強隱私性和安全性。
邊緣 AI 供電挑戰
邊緣 AI 設she備bei將jiang搭da載zai性xing能neng越yue來lai越yue強qiang大da的de處chu理li器qi,以yi在zai本ben地di處chu理li複fu雜za的de計ji算suan。電dian源yuan設she計ji一yi直zhi在zai不bu斷duan發fa展zhan,以yi支zhi持chi這zhe些xie增zeng強qiang的de處chu理li功gong能neng,同tong時shi提ti供gong穩wen定ding充chong足zu的de電dian源yuan來lai提ti升sheng先xian進jin邊bian緣yuan AI 硬件的性能。
下麵是邊緣 AI 係統對供電係統提出的挑戰和需求示例:
電源效率:邊緣 AI shebeixuyaoyouxiankaolvxiaolvhedigonghaodedianyuan。shejirenyuancezhongyuchuangjianjienengjiejuefangan,yizuidaxiandudiyanchangdianchigongdiandebianyuanshebeideshiyongshouming,bingzuidaxiandudijianshaohulianxitongdenengyuanzuji。
緊湊的外形和散熱效率:在許多邊緣計算環境中,固有的空間限製要求電源具有緊湊的外形和出色的散熱效率。
供電係統采用更小巧、更(geng)輕(qing)便(bian)且(qie)可(ke)進(jin)行(xing)有(you)效(xiao)熱(re)管(guan)理(li)的(de)電(dian)源(yuan),從(cong)而(er)應(ying)對(dui)在(zai)不(bu)同(tong)環(huan)境(jing)中(zhong)運(yun)行(xing)的(de)邊(bian)緣(yuan)設(she)備(bei)的(de)散(san)熱(re)挑(tiao)戰(zhan)。設(she)計(ji)必(bi)須(xu)與(yu)邊(bian)緣(yuan)設(she)備(bei)的(de)尺(chi)寸(cun)規(gui)格(ge)兼(jian)容(rong),以(yi)滿(man)足(zu)部(bu)署(shu)在(zai)網(wang)絡(luo)邊(bian)緣(yuan)的(de)各(ge)種(zhong)設(she)備(bei)和(he)係(xi)統(tong)的(de)需(xu)求(qiu)。
邊緣集群的可擴展性:邊緣 AI 通tong常chang需xu要yao部bu署shu互hu連lian設she備bei集ji群qun或huo網wang絡luo。電dian源yuan設she計ji在zai不bu斷duan發fa展zhan,以yi期qi滿man足zu邊bian緣yuan集ji群qun的de可ke擴kuo展zhan性xing需xu求qiu,同tong時shi提ti供gong可ke有you效xiao擴kuo展zhan的de模mo塊kuai化hua解jie決jue方fang案an,從cong而er滿man足zu不bu斷duan擴kuo展zhan的de邊bian緣yuan計ji算suan基ji礎chu設she施shi的de電dian源yuan需xu求qiu。
智能電源管理:由you於yu動dong態tai工gong作zuo負fu載zai具ju有you不bu斷duan變bian化hua的de電dian源yuan需xu求qiu,因yin此ci邊bian緣yuan設she備bei通tong常chang需xu要yao具ju備bei自zi適shi應ying電dian源yuan管guan理li功gong能neng。智zhi能neng電dian源yuan管guan理li功gong能neng將jiang成cheng為wei電dian源yuan設she計ji不bu可ke或huo缺que的de一yi部bu分fen,以yi便bian於yu根gen據ju不bu同tong組zu件jian的de實shi時shi需xu求qiu動dong態tai分fen配pei電dian源yuan。這zhe種zhong適shi應ying能neng力li可ke優you化hua邊bian緣yuan AI 係統的能耗。
麵向邊緣的冗餘:可靠性對於邊緣 AI 係(xi)統(tong)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao),特(te)別(bie)是(shi)在(zai)遠(yuan)程(cheng)或(huo)任(ren)務(wu)關(guan)鍵(jian)型(xing)場(chang)景(jing)中(zhong)。電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)麵(mian)向(xiang)邊(bian)緣(yuan)的(de)冗(rong)餘(yu),確(que)保(bao)即(ji)使(shi)在(zai)發(fa)生(sheng)電(dian)源(yuan)故(gu)障(zhang)的(de)情(qing)況(kuang)仍(reng)能(neng)持(chi)續(xu)運(yun)行(xing)。這(zhe)些(xie)冗(rong)餘(yu)設(she)計(ji)對(dui)於(yu)保(bao)持(chi)邊(bian)緣(yuan)部(bu)署(shu)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)並(bing)盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)停(ting)機(ji)時(shi)間(jian)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。
集成邊緣分析功能:邊緣 AI 的電源將集成邊緣分析和監視功能。這種集成支持實時了解功耗、效率和係統運行狀況,有助於進行主動維護,並根據邊緣設備的獨特使用模式優化電源性能。
邊緣 AI 的定製化和適應能力:邊緣 AI 的應用範圍十分廣泛,電源設計的可定製性和適應能力日益增加,以滿足不同邊緣用例的特定需求。這種靈活性便於針對不同邊緣 AI 部署的獨特需求量身定製電源解決方案。
在邊緣 AI 設計中使用電源數字通信總線的優勢
如果在電源中集成數字通信接口,則可將電源無縫地融入到邊緣 AI 設計中。結合了機器學習算法後,電源如今在整個係統中起著積極作用:提供有關電源使用情況的數據;輔助電源管理;並實現冗餘運行。
電源管理 (PM) 總線協議對 AIoT 應用非常有利:不僅可以遠程開啟或關閉數字電源或將其置於待機狀態以節約電源,PM 命令集還支持遠程調節輸出電壓、遠程設置電流和功率限值,以及監視交流輸入線路和電源溫度。此外,還可以查詢電源內部存儲器中的當前和曆史錯誤代碼。
RECOM 提供一係列帶有 PM 總線接口的電源,可以無縫集成到 AIoT 係統中。RACM1200 係列提供最高 1200 V(無風扇時為 1000 W)的電源;24 V 或 48 V 輸出;以及負載達到 15% 時,效率超過 90%。配有 PMB 選件的型號可提供最高 100 kHz 的 PM 總線通信,並且隨附全套命令,包括開/關控製、電壓和電流測量、狀態指示、故障報告等。
攜手 RECOM 開發邊緣 AI 電源
邊緣 AI 的興起正在重塑電源設計,其注重效率、可擴展性和適應能力。隨著邊緣 AI 應用的日益普及,電源在保證位於網絡邊緣的設備的可靠和最優運行方麵發揮著至關重要的作用。設計人員一直在積極應對邊緣 AI 帶來的獨特挑戰,致力於提供可滿足這一不斷變化且快速發展的領域需求的電源解決方案。RECOM 的 RACM 1200 電源包含一個 PM 總線接口,便於融入到邊緣 AI 設計中。立即聯係我們 cn.marketing@recomasia.com,成為您下一個項目的合作夥伴。
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