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Edge AIソリューション|DMP

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「高性能」「高効率」なZIA™ Platformで最適なAIソリューションをご提案

株式会社ディジタルメディアプロフェッショナル(通称:DMP)は、世界有数のGPU IPベンダーとしての実績をベースに、アルゴリズム開発からSoC/モジュール生産、更にはAI処理におけるデータセット作成から学習・推論まで、一貫した開発体制でお客様のご要求に応じた最適なAIソリューションを提供しております。

動画でわかるエッジAI

AI “Artificial intelligence”

第3次人工知能ブーム

脳が神経細胞のネットワークによって成り立っていることから、これを模倣することで高度な情報処理が可能になると考えたことから始まり、第1次/第2次ブームを経て現在の第3次ブームに至っています。第3次ブームでは、コンピューティング処理能力が向上し、ビッグデータが活用できるようになり、何よりもディープラーニング技術によって、より高度で高精度なAI処理が可能となっています。

「ディープラーニング」とは、脳神経細胞を模してモデル化された「深い階層を持ち、多層に重ね合わされた構造」で構成されるニューラルネットワークを持った学習手法です。与えられた情報を元に学習する機械学習「マシーンラーニング」から、更に進んだ技術であり、近年ではさまざまなネットワークが存在し、進化を続けています。

ますます増加する「Edge AI」

クラウドからエッジへ

AI処理は大きく分けて、データ作成・学習・推論の3つの処理が必要となります。学習に必要となるデータを収集し、アノテーション(データへのタグ付け)を行い、データセットを作成するデータ処理。作成されたデータセットを用いて学習し、ネットワークモデルを作成する学習処理。作成されたネットワークモデルを用いて入力データの推論結果を得る推論処理。これらの作業は全てクラウド上で行うことが可能ですが、巨大なデータを扱う学習処理までをクラウド上で行い、推論処理は機器(以下:エッジ)側で行う「Edge AI」が主流になっています。エッジ側で直ぐに結果を得たいというリアルタイム性、データのプライバシー保護、さらにはデータ転送に伴うネットワーク帯域と通信量の削減が求められている背景から、推論処理をエッジ側で行う傾向が今後ますます増加していきます。

GPUからFPGAへ

日々進化を続けているAIに対しては、常に最適なソリューションを提供できることが重要となります。エッジ側で推論処理を行う重要性とも相まって、これまでのGPUベースからFPGAを採用したソリューションが増加しています。

FPGAは書き換え可能な論理回路LSIであり、さまざまな種類が存在し、要求仕様に合わせてさまざまな機能に対応することができます。GPUは処理能力が高いことから学習処理には適していますが、内部ハードウェアを変更することができないため、日々進化するAIに対して最適化することができません。一方、FPGAは書き換え可能な柔軟性を活かし、短い開発期間で最適なAIシステムを構築することができます。さらにはGPUに比べ省電力・高効率が達成できることから、エッジ側で推論処理をする製品(特に産業機器など)には最適なデバイスとなります。供給面においてもFPGAは少量かつ長期的な供給とサポートの実績があることから、常に最適なAIソリューションを安定的に長く使い続けることができます。

AIプラットフォーム「ZIA™ Platform」

DMPでは、Edge AIソリューションとして、GPUの開発で培った技術とAI/ディープラーニングの深い知見を融合した新しいソフトウェア/ハードウェア製品で構成されるAIプラットフォーム「ZIA™ Platform」を開発し、お客様が求める「高性能」「高効率」「低コスト」の要求に対して最適なソリューションを提供しています。

画像分類エンジン「ZIA™ Classifier」

AIを用いた画像認識と画像分類ができるソフトウェア製品であり、大量の画像データからお客様が求める状態を自動的に抽出・分類することができます。

最近、ドライブレコーダーを搭載した車が多くなりましたが、これまでドライブレコーダーで記録された画像の分析は、人が記録された画像を再生しながら目視で確認していました。これに対して「ZIA™ Classifier」は、AIを用いて特定の状態のみを抽出して分類することができます。例えば、危険運転につながるようなスマホ操作や通話、ながら運転や脇見運転などを抽出して分類することができます。他にも事故一歩手前となる事例の発見や解析をするために、車両や人などの物体認識、移動方向の検出や追跡等ができます。

AIプロセッサーIP「ZIA™ DVシリーズ」

GPU開発で蓄積してきた小型化・省電力化技術を駆使し、高性能と高効率を両立したディープラーニングの推論処理に特化したプロセッサーであり、画像・動画・音声などあらゆるデータに対する推論処理ができます。

「ZIA™ DV720」は

  • 演算処理パイプラインを専用ハードウェア化
  • 内部メモリー搭載による低レイテンシ化
  • RTL設計によるハードウェア実装の最適化
  • 「FP16」の高精度MAC演算処理

により高性能・高効率を達成し、MobileNET、SegNet、Yoloなどの多くのネットワークが動作することを確認しています。MAC演算器の搭載数は72/144/288/576/1152まで可変対応可能であり、ASICやFPGAに合わせてハードウェアの規模を変更することができます。

「ZIA™ DV500」は「ZIA™ DV720」をベースに産業機器や自動運転支援システムで使用頻度の高いシーン理解や物体認識に最適化することで小型化を実現しています。

ZIA™ DV720

AI FPGAモジュール「ZIA™ C3 Kit」

「ZIA™ C3 Kit」は、「ZIA™ DV720」を搭載したXILINX製FPGA 「Xilinx Zynq UltraScale+ZU6CG」が実装されたSoM「ZIA™ C3」とキャリアボードで構成されています。SoM「ZIA™ C3」はインダストリアル仕様で設計されており、そのまま製品に展開できます。

また、SDKが用意されており、GitHubで公開しています。GitHubにはライブラリやツールの他、DNNモデルやサンプルアプリケーションも用意されています。
https://github.com/DigitalMediaProfessionals

開発環境はプリインストールされており、「Caffe」「Keras」「TensorFlow」の代表的なフレームワークをサポートした学習済みモデルがあれば、FPGAを意識することなく、SDKで提供される「DMP Tool」を介して、簡単に推論処理の開発がスタートできます。

開発環境

さらに「ZIA™ DV720」の特長である「FP16」の演算精度は、サーバーやPCで学習する演算精度「FP32」とほぼ同等の精度が得られることを確認しており、モデルや重みデータをそのまま使うことができるため、再学習などモデルを加工する必要がありません。

「ZIA™ C3 Kit」は、FPGAの書き換え可能な柔軟性を活かすことにより、進化し続けるAI技術に対応し、お客様のご要望を受けて、今後も性能と機能向上するべく継続的なアップデートを実施する予定です。

動画でわかるDMP

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