Како функционише распберри пи аи кит?
Распберри Пи АИ Кит функционише тако што повезује наменску неуронску процесорску јединицу преко М.2 ХАТ+ адаптера на ПЦИе интерфејс вашег Распберри Пи 5. Комплет пружа 13 тера-операција у секунди процесорске снаге АИ за само 70 УСД, омогућавајући-детекцију објеката у реалном времену, процену позе и сегментацију слике без преоптерећења главног процесора. Овај самостални модул за убрзање локално управља закључцима вештачке интелигенције, чинећи ваш Пи 5 способним да покреће софистициране моделе компјутерског вида који су претходно захтевали рачунарство у облаку или скуп хардвер.
Тајминг тржишта је значајан. Распберри Пи је пријавио 259,5 милиона долара прихода за 2024. фискалну годину са 22 лансирања производа фокусираних на АИ и ИоТ хардвер, сигнализирајући њихову стратешку опкладу на ивично рачунарство. Како предузећа пребацују радна оптерећења АИ са облака на ивичне уређаје, разумевање начина на који овај приступачни комплет функционише постаје кључно за програмере који раде на паметним камерама, роботици и пројектима индустријске аутоматизације.
Унутар хардвера: физичка архитектура
АИ комплет се састоји од три интегрисане компоненте које раде заједно. Хаило-8Л неуронски процесор се налази у језгру – ту се дешава стварно АИ израчунавање. Модул користи фактор форме М.2 2242 и повезује се преко М конектора за кључеве, пратећи стандардне конвенције о компонентама рачунара.
М.2 ХАТ+ служи као мост између Хаило чипа и вашег Распберри Пи ПЦИе Ген 3 интерфејса. Замислите то као преводилац који претвара сигнале између два различита хардверска језика. Термална подлога је унапред-уграђена између модула и ХАТ+ да би се спречило прегревање током интензивних АИ операција-овај детаљ је важан јер неуронска обрада генерише значајну топлоту.
Редослед повезивања тече овако: Распберри Пи 5 → ПЦИе ФПЦ кабл → М.2 ХАТ+ → Хаило-8Л чип. За разлику од новијег АИ ХАТ+ који интегрише све у једну плочу, АИ Кит користи овај модуларни М.2 приступ, дајући вам флексибилност да потенцијално замените НВМе складиште ако је потребно.
Метрике учинка које су заправо важне
Сирови ТОПС бројеви не говоре комплетну причу. Хаило-8Л постиже ефикасност од 3-4 ТОПС по вату, што објашњава зашто је перформансе упоредиво са системима који коштају 5 пута више. Тестирање у стварном свету открива више практичних увида.
Покрећући детекцију објеката ИОЛОв8 на видео фиду од 640к640 пиксела, Пи 5 са Хаило-8Л постиже 80 ФПС са омогућеним ПЦИе Ген 3 – дупло боље перформансе у режиму Ген 2. Потрошња енергије остаје изузетно ниска. Цео Пи 5 8ГБ систем са Хаило убрзањем троши приближно 10 В током активног АИ закључивања, упоредиво са типичним пуњачем за телефон.
Управљање температуром се показало ефикасним у пракси. Референтно тестирање Сееед Студио-а показало је стабилне перформансе током продужених сесија без пригушивања, захваљујући унапред-инсталираном термалном решењу. Ово је у супротности са закључивањем заснованим на ГПУ{3}}у где топлотна ограничења често постају уско грло.
Ток података: од камере до резултата закључивања
Ево шта се заправо дешава када ваш Пи 5 обрађује видео уживо преко АИ Кит-а. Модул камере снима кадрове и шаље необрађене податке о слици у Распберри Пи ЦПУ преко ЦСИ интерфејса. ЦПУ обавља минималну претходну обраду-обично само конверзију формата и прилагођавање резолуције-пре него што преда податке Хаило акцелератору.
ПЦИе Ген 3 магистрала преноси ове претходно обрађене податке на Хаило-8Л брзином до 8 ГТ/с. Неурални процесор затим покреће стварни закључак користећи своју специјализовану архитектуру. Архитектура Хаило-8 укључује самосталну РАМ меморију без потребе за екстерном ДРАМ-ом, што драматично смањује кашњење у поређењу са традиционалним АИ акцелераторима који константно преузимају податке из системске меморије.
Резултати се враћају кроз исту ПЦИе везу. ЦПУ прима структуриране податке-координате објекта, оцене поузданости класификације, откривене позе-а не необрађене пикселе. Ваша Питхон скрипта затим тумачи ове резултате како би покренула акције: пошаљите упозорење, снимите снимак, активирате моторе или ажурирате базу података.
Софтверски стог рпицам{0}}апликација обезбеђује слој интеграције. Тренутно су рпицам{2}}апликације примарни софтвер са дубоком Хаило интеграцијом, иако је додата подршка за Пицамера2. То значи да можете писати скрипте које неприметно усмеравају улаз камере кроз неуронске мреже са само неколико линија кода.
Права{0}}Светска примена: кућиште за паметну безбедносну камеру
Дозволите ми да прођем кроз конкретан пример који показује могућности комплета. ВЕЕБ Пројецтс је направио „Пеепер Пам“, систем за детекцију који покреће АИ{1}} који упозорава кориснике када неко приђе с леђа током видео позива, користећи детекцију објеката за идентификацију људи, игноришући намештај и биљке.
Њихова имплементација захтевала је основне компоненте: Распберри Пи 5 са АИ Китом, модул камере 3, Распберри Пи Пицо В и аналогни волтметар. Развој система је трајао само три дана, а највећи технички изазов је имплементација веб утичница за ефикасну комуникацију између Пи 5 и Пицо В.
Архитектура демонстрира паметно рачунарство на ивици. Пи 5 управља целокупном АИ обрадом локално-анализирајући сваки оквир за присуство људи, израчунавајући резултате поверења и покреће упозорења. Лагани Пицо В једноставно ослушкује сигнале уместо да стално прозива, чувајући енергију и смањујући оптерећење мреже. Аналогни мерач пружа тренутну визуелну повратну информацију, крећући се од 0 (особа није откривена) до 1 (одређена детекција) са градацијом за несигурност.
Овај пројекат је трошио приближно 12-15В укупне снаге укључујући камеру, што је далеко мање од упоредивих решења заснованих на облаку која би захтевала стални видео стримовање. Локална обрада је такође елиминисала забринутост за приватност пошто ниједан снимак не напушта уређај.
Процес подешавања корак{0}}по{1}}
Постављање АИ комплета у рад укључује пет различитих фаза. Свака фаза има специфичне захтеве и заједничке замке које треба избегавати.
Фаза 1: Склапање хардвера
Почните са Распберри Пи 5 који користи најновији 64-битни Распберри Пи ОС. Причврстите М.2 ХАТ+ на ГПИО заглавље, обезбеђујући правилно поравнање. Повежите ПЦИе ФПЦ кабл и на Пи и на ХАТ+-кабл има специфичну оријентацију и ако га на силу неисправно оштетите конектор. Причврстите Хаило-8Л модул у М.2 слот помоћу приложеног постоља.
Фаза 2: Омогућите ПЦИе Ген 3
Пи 5 подразумевано поставља ПЦИе Ген 2 ради стабилности. Уредите /боот/фирмваре/цонфиг.ткт и додајте дтпарам=пциек1_ген=3. Ова појединачна промена удвостручује ваш учинак закључивања. Поново покрените и проверите помоћу лспци -вв|греп "ЛнкСта:" да потврдите да је Ген 3 активан.
Фаза 3: Инсталација софтвера
Инсталирајте пакет Хаило софтвера: судо апт упдате и судо апт инсталл хаило{0}}алл. Овај пакет укључује ХаилоРТ рунтиме, рпицам-апликације са подршком за Хаило и примере модела неуронских мрежа. Инсталација захтева приближно 2 ГБ простора на диску и 10-15 минута на типичној широкопојасној вези.
Фаза 4: Верификационо тестирање
Покрените укључену демонстрацију откривања објеката: рпицам-здраво -т {{2}пост-процес-филе /уср/схаре/рпи-цамера-ассетс/хаило_иолов6_инференце.јсон. Требало би да видите-детекцију објеката у реалном времену са граничним оквирима нацртаним око откривених ставки. Брзина кадрова изнад 60 ФПС указује на правилан рад Ген 3.
Фаза 5: Примена прилагођеног модела
За своје обучене моделе, користите Хаило Датафлов Цомпилер да конвертујете ТенсорФлов или ПиТорцх моделе у Хаило ХЕФ формат. Компајлер аутоматски управља квантизацијом и оптимизацијом, мада ће вам за калибрацију бити потребни репрезентативни узорци скупа података. Поставите резултујућу .хеф датотеку и интегришите је са цевоводом рпицам{3}}апликација.
Контекст тржишта: Зашто је Едге АИ убрзање сада важно
Тржиште АИ чипова на ивици доживљава експлозиван раст. Глобално тржиште АИ чипова достигло је 123,16 милијарди долара 2024. године, а предвиђа се да ће достићи 311,58 милијарди долара до 2029. године, растући на 24,4% ЦАГР. Не ради се само о већим бројевима-већ представља фундаменталну промену у томе где се дешава АИ обрада.
Хаило, компанија која стоји иза чипа за убрзање, обезбедила је значајну валидацију. Стартуп је прикупио 120 милиона долара у априлу 2024. и сада опслужује преко 300 купаца у сектору аутомобилске, безбедносне, малопродајне и индустријске аутоматизације. Њихов опстанак на тржишту где су многи стартапови са АИ чиповима пропали говори о одрживости-решења фокусираних на ивице.
Конкуренција истиче занимљиве компромисе. Хаило-10Х пружа 40 ТОПС ИНТ4 перформанси, што је еквивалентно 20 ТОПС ИНТ8, у поређењу са Интеловим Цоре Ултра Метеор Лаке НПУ на 11 ТОПС и АМД-овим Ризен 8040 са 16 ТОПС. Међутим, америчке компаније за производњу чипова прикупиле су само 881 милион долара од јануара до септембра 2023. године, што је пад са 1,79 милијарди долара из 2022. године, што показује изазовно окружење за финансирање које чини Хаило-ов успех значајним.
Конкретно за Распберри Пи екосистем, предвиђа се да ће фокус на вештачкој интелигенцији и Интернету ствари довести до раста продаје додатне опреме за 15-20%-у односу на претходну годину до 2026. АИ Кит представља улазак Распберри Пи-а на тржиште где они могу да искористе своју огромну базу корисника и дистрибутивну мрежу против специјализоване конкуренције.
Уобичајене заблуде о АИ комплету
Заблуда: "13 ТОПС значи да покреће било који АИ модел"
Реалност укључује значајне нијансе. Хаило-8Л се истиче у конволуционим неуронским мрежама за компјутерску детекцију објеката вида, сегментацију, процену поза. Бори се са великим језичким моделима јер чипу недостаје довољно ВРАМ-а за ЛЛМ закључак. Број од 13 ТОПС се односи на ИНТ8 операције, док многи модели трансформатора очекују ФП16 или ФП32 прецизност.
Заблуда: "То је само бржи ГПУ"
Неурални акцелератори користе фундаментално различите архитектуре. ГПУ-ови прате дизајн паралелне обраде опште намене-, што их чини флексибилним, али мање ефикасним. Архитектура протока података Хаило-8 посебно искоришћава својства неуронске мреже, елиминишући спољну зависност од ДРАМ-а. Ова специјализација омогућава 20 пута бољу енергетску ефикасност од ГПУ решења за специфичне задатке, али такође значи и мању флексибилност за радна оптерећења која нису АИ.
Заблуда: „Укључите-и-прикључи било коју камеру“
Иако комплет подржава више камера, интеграција захтева посебну софтверску подршку. У почетку су само рпицам{1}}апликације нудиле дубоку Хаило интеграцију, иако је подршка за Пицамера2 стигла касније. УСБ веб камере раде, али захтевају различите путање кода. МИПИ ЦСИ камере пружају најчвршћу интеграцију, али ћете морати да проверите компатибилност са вашим специфичним моделом камере.
Заблуда: „Већа величина серије увек значи боље перформансе“
Тестирање открива занимљиво ограничење. Перформансе се побољшавају од величине серије 2 (80 ФПС) до величине серије 8 (120 ФПС), али пада на 100 ФПС код величине серије 16 због ограничења ПЦИе пропусног опсега. Ово сугерише да ПЦИе Ген 3 к1 интерфејс Пи 5 постаје уско грло са већим серијама, а не сам неуронски процесор.
Често постављана питања
Може ли АИ Кит покренути ЦхатГПТ или сличне ЛЛМ?
Није ефикасно у свом садашњем облику. Хаило-8Л нема меморијски капацитет за велике језичке моделе, који обично захтевају 4-16 ГБ наменске РАМ меморије само за тежину модела. Међутим, мањи квантизовани модели под параметрима 1Б могу радити са значајним ограничењима перформанси. Дистрибуирани Ллама пројекат демонстрира покретање ЛЛаМА 3 8Б преко четири Пи 4 јединице при 1,6 токена у секунди, иако то не користи убрзање АИ Кит-а.
Која је разлика између АИ комплета и АИ ХАТ+?
АИ комплет користи М.2 модул који се укључује у М.2 ХАТ+ адаптерску плочу. АИ ХАТ+ интегрише Хаило чип директно у пуну ХАТ плочу и долази у 13 ТОПС (70 УСД) и 26 ТОПС (110 УСД) варијанти. Верзија 26 ТОПС користи Хаило-8 уместо Хаило-8Л. Оба користе идентичан софтвер и библиотеке, тако да бирање између њих зависи од тога да ли вам је М.2 слот потребан за друге сврхе.
Каква је потрошња енергије у поређењу са закључивањем из облака?
Драматично ниже. Комплетан Пи 5 систем са активним АИ закључивањем троши око 10 В, отприлике 240 Вх дневно ако ради непрекидно. Закључивање у облаку би захтевало константан видео стримовање (отпремање 2-4Мбпс) плус АПИ позиве за обраду, што обично троши више трошкова пропусног опсега и енергије у центру података. За апликацију сигурносне камере 24/7, локална обрада би могла да уштеди 20-40 долара месечно у накнадама за пропусни опсег и АПИ у облаку.
Могу ли да користим више АИ комплета на једном Распберри Пи 5?
Не директно на једном Пи 5, који има само један ПЦИе интерфејс. Међутим, Џеф Герлинг је демонстрирао повезивање више акцелератора помоћу ПЦИе прекидача и плоча за проширење, постигавши укупно 51 ТОПС на различитим Хаило и Цорал чиповима, иако ова конфигурација није званично подржана и захтева екстерно напајање.
Коју брзину кадрова треба да очекујем за апликације{0}}у реалном времену?
Зависи од сложености вашег модела и улазне резолуције. ИОЛОв8с у резолуцији 640к640 постиже 80-120 ФПС у зависности од величине серије. Једноставнији модели као што је МобилеНет могу да достигну 200+ ФПС. Тежи модели попут ИОЛОв8к могу пасти на 30-40 ФПС. Поређења ради, људски вид глатко перципира кретање при 24-30 ФПС, тако да већина апликација у реалном времену има удобан простор за перформансе.
Колико је тешко обучити прилагођене моделе?
Фаза обуке се дешава на вашем десктоп рачунару или инстанци у облаку помоћу стандардних ТенсорФлов или ПиТорцх токова рада-Хаило чип не учествује у обуци. Процес конверзије захтева учење Хаило Датафлов Цомпилер-а, који има криву учења, али укључује свеобухватну документацију. Очекујте 2-3 дана да покренете свој први прилагођени модел ако сте већ упознати са обуком неуронских мрежа. Компајлер аутоматски рукује квантизацијом, иако ће вам требати репрезентативни скуп података за калибрацију.
Да ли ради са другим једно{0}}компјутерима?
АИ комплет посебно циља на ПЦИе интерфејс и фактор облика Распберри Пи 5. Међутим, основни Хаило-8Л М.2 модул је стандардна компонента. Уређаји као што је Сееед Студио-ов реЦомпутер Р1000 са М.2 слотовима могу да приме Хаило модул, мада ћете морати да пренесете софтверски стог. Други СБЦ са М.2 слотовима (Роцк 5Б, Оранге Пи 5) би теоретски могли да раде, али захтевају значајне напоре за интеграцију софтвера.
Које пројекте људи заправо граде?
Заједница је креирала различите апликације. Пројекти укључују паметне дозаторе таблета који користе препознавање објеката, камере за дивље животиње са идентификацијом врста и претрпана упозорења на столу која броје објекте. Процена положаја омогућава апликације за праћење фитнеса које прате форму вежбе и броје понављања. Индустријски корисници примењују комплет за инспекцију контроле квалитета, бројање производа на покретним тракама и откривање кршења безбедности у-видео фидовима у реалном времену.
Доношење ваше одлуке: када АИ комплет има смисла
Распберри Пи АИ Кит сија у одређеним сценаријима. Идеалан је када вам је потребан-компјутерски вид у реалном времену на батерије или у уграђеним окружењима где је повезивање са облаком непоуздано. Паметна звона на вратима, камере за дивље животиње, индустријски системи инспекције и роботске апликације представљају најбоље-задатке који захтевају континуирану обраду вештачке интелигенције са ограниченим захтевима за кашњење и буџетима за напајање.
Размотрите алтернативе када се ваши захтеви разликују. Ако сте првенствено заинтересовани за ЛЛМ или обраду природног језика, биће вам потребан другачији хардвер-можда ГПУ за десктоп рачунар или приступ АПИ-ју за облак. За повремене задатке вештачке интелигенције где кашњење није критично, услуге у облаку могу да се покажу исплативијим-и поред виших трошкова по-закључцима.
Цена од 70 долара позиционира комплет као платформу за експериментисање која је довољно приступачна за учење, али довољно моћна за производне прототипове. Са стратешким нагласком Распберри Пи-ја на могућности вештачке интелигенције и 22 лансирања производа 2024. године, софтверски екосистем ће наставити да сазрева, чинећи инвестицију вреднијом током времена.
Буџете додатних 100-150 долара за пратеће компоненте: квалитетно напајање, модул камере, кућиште са хлађењем и мицроСД картицу са довољном класом брзине. Укупна цена система од 200-250 долара и даље смањује комерцијалне системе АИ камера за 50-70% док нуди потпуну слободу прилагођавања.
Путања тржишта вештачке интелигенције сугерише да је сада стратешко време за изградњу вештина са овим алатима. Било да сте студент који истражује опције за каријеру, произвођач прототипова производа или инжењер који процењује технологије за индустријску примену, разумевање начина на који Распберри Пи АИ Кит функционише пружа вам практично искуство-са рачунарским архитектурама које ће покретати следећу деценију паметних уређаја.