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XMOS, una compañía con sede en Bristol, Inglaterra, que recibió $ 15 millones en fondos en 2017, ha pasado tres años desarrollando su chip AI de bajo costo y eficiente, denominado xcore.ai, un procesador para el procesamiento de inteligencia artificial en productos IoT que combina esto con procesamiento de señal digital (DSP), control y E / S.
En un comunicado de prensa el 12 de febrero, XMOS dio a conocer xcore.ai, que llamó un "procesador de crossover disruptivo", por primera vez en un comunicado de prensa y un documento técnico adjunto.

La arquitectura xcore.ai de tercera generación

La arquitectura de primera generación se implementó en "cientos" de aplicaciones que unen diferentes protocolos de E / S y la segunda generación mejoró el control y el rendimiento del procesamiento de señal digital a través de una tubería de doble problema.
Ahora en su tercera generación, que originalmente fue concebida para ofrecer un procesamiento de control que permitiera a los ingenieros diseñar productos diferenciados, el último xcore.ai es un chip cruzado diseñado para ofrecer IA, DSP, control y E / S de alto rendimiento en un dispositivo único con precios desde solo $ 1.
También es capaz de proporcionar inferencias y decisiones en tiempo real en el borde, además de control de señal, procesamiento y comunicaciones que generalmente son manejados por microcontroladores.
"Tradicionalmente, este tipo de capacidad se implementaría a través de un potente procesador de aplicaciones o un microcontrolador con componentes adicionales para acelerar las capacidades clave", dijo un portavoz de XMOS. "Sin embargo, el procesador cruzado xcore.ai está diseñado para ofrecer inferencias y decisiones en tiempo real en el borde, así como procesamiento de señales, control y comunicaciones".

Un gráfico de producto para xcore.ai que enumera las principales características y capacidades del chip. Imagen utilizada por cortesía de XMOS.

Otras características de la tercera generación xcore.ai incluyen:

16 núcleos lógicos en tiempo real, con soporte para instrucciones escalares / flotantes / vectoriales.

Puertos IO con latencia de nanosegundos para respuesta en tiempo real.

Compatibilidad con inferencia de red neuronal binaria de 8, 16 y 32 bits.

Captura y procesamiento de datos multimodales.

Inferencia en el dispositivo de TensorFlow Lite.

Conjunto de instrucciones para DSP, aprendizaje automático y funciones criptográficas.

XMOS también reclama una mejora en el rendimiento de inferencia en comparación con un Arm Cortex-M7 en STM32M7; xcore.ai, que se ejecuta en el núcleo lógico 1xcore a 160MHz, ofrece una cifra de tiempo de ejecución de 5.236ms, mientras que el STM32M7 ofrece 35.676ms con todo el chip funcionando a 600MHz.
Dentro del chip, encontrará 1 MB de RAM con hasta 400 Gb / s de ancho de banda, 16 núcleos lógicos y hasta 128 pines de E / S programables por software con interconexiones de baja latencia. También hay una interfaz integrada USB 2.0 PHY y MIPI para la recopilación y el procesamiento de datos. La RAM se divide en dos módulos de 512 KB y cada procesador tiene una unidad de ejecución de doble problema que puede ejecutar instrucciones al doble de la frecuencia del reloj.

Aplicaciones potenciales

Las demostraciones de productos están programadas para junio, sin embargo, XMOS nos proporcionó un caso de uso interesante en su comunicado de prensa.
"Imagine el humilde detector de humo", dice el comunicado de prensa. “Con xcore.ai integrado, un detector de humo podría usar radar e imágenes para identificar si hay personas en el edificio afectado y, de ser así, determinar cuántas y dónde están ubicadas. Usando interfaces de voz, el detector podría comunicarse con los que están dentro, mientras que la detección de signos vitales podría identificar si están respirando. En conjunto, esto crea una imagen inteligente del entorno que se puede alimentar directamente a los servicios de emergencia, lo que permite una operación de rescate informada, mejorando la precisión y la velocidad de respuesta ".
El desarrollo de xcore.ai ha sido financiado en parte por el esquema de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea.