ЖУРНАЛ СТА №2/2020

Итак, будущее за бизнесом, делаю- щим ставку на сверхпроизводительные встраиваемые вычислители и искус- ственный интеллект, функционирую- щий на их базе. А повышение произво- дительности вычислений в задачах ИИ многие напрямую связывают с внедре- нием технологий гетерогенных вычис- лительных платформ, в которых графи- ческим подсистемам отводится далеко не последняя роль. GPU ВО ВСТРАИВАЕМЫХ ПРИЛОЖЕНИЯХ Графические функции широко ис- пользуются во многих вертикальных приложениях, поэтому добавление гра- фического процессора во встраиваемую систему может существенно упростить процесс проектирования для широкого круга разработчиков систем, OEM-про- изводителей и системных интеграторов. Встроенные графические решения поз- воляют разработчикам систем, OEM- производителям и системным интегра- торам значительно улучшить произво- дительность обработки изображений в аэрокосмической, морской, медицин- ской отраслях и промышленной авто- матизации, в управлении дорожным трафиком, ускорении вычислений. Во встраиваемых приложениях графиче- ские процессоры могут управлять муль- тидисплейными системами с высоким разрешением и ускорять построение изображений. Всё чаще применяются графические процессоры (GPU, ГПУ) для сложных вычислений в нейронных сетях и в приложениях искусственного интеллекта. В целом использование графических процессоров позволяет увеличить ско- рость и точность работы приложения, а также снизить время отклика системы (рис. 2). Однако самостоятельное до- бавление графического процессора во встраиваемую систему может оказаться сложной задачей. Одним из простейших подходов здесь является использование видеокарт, раз- работанных для сегмента игровых при- ложений, на который приходится око- ло трети всех производимых графиче- ских процессоров. Но проблема в том, что эти карты часто не удовлетворяют ключевым требованиям, предъявляе- мым к встраиваемой промышленной системе: немедленная и долговремен- ная доступность продукта, а также ком- пактность и высокая энергоэффектив- ность. Вследствие стремления произво- дителей быстрее переходить на новей- шие технологии обработки графики многие коммерческие графические ре- шения, разработанные для игровых приложений, имеют относительно ко- роткий жизненный цикл. Когда постав- щики встраиваемых решений реали- зуют свои продукты на основе этих коммерческих графических карт, они бывают вынуждены проводить частые сертификации продукции, которые мо- гут отнимать много времени и являются далеко не дешёвым удовольствием. Это лишь один из факторов, побуждающих разработчиков систем, OEM-произво- дителей и системных интеграторов рас- сматривать интеграцию встраиваемых продуктов на базе графических процес- соров от зарекомендовавшего себя про- изводителя, каковым является компа- ния ADLINK. В работе над обеспечением приложе- ний, использующих GPU, компания ADLINK объединила усилия с компани- ей NVIDIA, став партнёром NVIDIA ® Quadro ® Embedded. Это позволило ADLINK предложить всеобъемлющую линейку решений для встраиваемой гра- фики на основе графических процессо- ров NVIDIAQuadro, полностью раскры- вая потенциал их применения на рынках встраиваемых систем. Встраиваемая гра- фика ADLINK доступна в формате мо- дулей Mobile Express (MXM) и карт PCI Express Graphics (PEG). Она обеспечива- ет высокую производительность, значи- тельную пропускную способность, энер- гоэффективность, а также долговремен- ную доступность и надёжность решений. Вот типичные сферы применения гра- фических платформ ADLINK: ● поддержка нескольких дисплеев с вы- соким разрешением: приложения включают в себя управление полёта- ми в авиации, электронные табло и информационные системы (ECDIS), видеостены, цифровые вывески, ме- дицинскую диагностическую техни- ку, видеоигры; ● параллельные вычисления: высоко- производительная обработка прило- жений, включая радиолокацион- ные/сонарные системы в аэрокосми- ческой и оборонной промышленно- сти, ультразвуковая визуализация в здравоохранении и ускоренные об- лачные периферийные вычисления с мультидоступом (AMEC – Accelerated Multi-Access Edge Computing) в теле- коммуникациях; ● основа для ИИ: система обучения в смарт-производстве, умный город, телекоммуникации, аэрокосмичес- кая и оборонная промышленность, транспорт. Само же использование промышлен- ных безвентиляторных платформ вме- сто традиционных стоечных решений не только обеспечивает повышенную надёжность с более высоким значением MTBF (среднее время между отказами), такие решения также нуждаются в меньшей площади для развёртывания на предприятии. Благодаря оптималь- ному дизайну с минимальной избыточ- ной функциональностью (например, серии MVP 6010/6020) системные ин- теграторы могут предлагать клиентам более выгодные комплексные решения с функциональностью графических процессоров на их основе. В этой статье мы покажем, как внед- ряются графические решения, исполь- зуемые во встраиваемых приложениях, а также рассмотрим их преимущества и приведём несколько примеров приме- нения встраиваемых систем ADLINK. ОБ ЗОР / В С Т РАИВ А ЕМЫЕ СИС Т ЕМЫ СТА 2/2020 15 www.cta.ru Рис. 2. Графические процессоры широко используются во встраиваемых приложениях Судоходство Транспорт Игры Производство Медицина Авиация и оборона Производи- тельность Обработка изображений Анализ изображений Ускорение вычислений Искусственный интеллект Срок доступности Энерго- эффективность Надёжность Компактность Для чего используется графический процессор В каких приложениях используется графический процессор Преимущества применения графического процессора