インテル® FPGA AI スイート

インテル® FPGA AI スイート がどのように FPGA AI を組込みシステムやデータセンターに追加するのかご覧ください。

概要

インテル® FPGA は、次の利点と組み合わせて、リアルタイムで低レイテンシー、かつ低消費電力のディープラーニング推論を可能にします。

  • I/O の柔軟性
  • リコンフィギュレーション
  • カスタム・プラットフォームへの統合が容易
  • 長い寿命

インテル® FPGA AI スイート は、インテル® FPGA での人工知能 (AI) 推論の使いやすさを目標にして、開発されました。スイートにより、FPGA 設計者、機械学習エンジニア、ソフトウェア開発者が最適化した FPGA AI プラットフォームを効率的に作成することができます。

インテル® FPGA AI スイート のユーティリティーは、TensorFlow、PyTorch、OpenVINO ツールキットなどのなじみがあり、人気の高い産業フレームワークを使用して、AI 推論に関する FPGA の開発スピードを速めるとともに、インテル® Quartus® Prime 開発ソフトウェアで堅牢かつ実績ある FPGA 開発フローを活用します。

インテル® FPGA AI スイートの ツールフローは、さまざまなハードウェア・アーキテクチャーで推論を最適化するために、オープンソース・プロジェクトである OpenVINO™ ツールキットと連携します。OpenVINO™ ツールキットは、すべての主要なディープラーニング・フレームワーク (TensorFlow、PyTorch、Keras など) からディープラーニング・モデルを取り出し、CPU、CPU+GPU、FPGA などのさまざまなハードウェア・アーキテクチャーで推論を行うために、最適化します。

インテル® FPGA AI スイート がどのように FPGA AI を組込みシステムやデータセンターに追加するのかご覧ください。 価格と可用性については、インテル・セールスまでお問い合わせください ›

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インテル® ディストリビューションの OpenVINO™ ツールキットをダウンロード

インテル® FPGA AI スイートには、設計と開発にインテル® ディストリビューションの OpenVINO™ ツールキットが必要です。

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このオプションにより、ハードウェアで無制限の推論を実行できます。

注文コード: SW-FPGAAISUITE

Digi-Key の電子部品

Mouser Electronics

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FPGA による AI 推論開発フロー

AI 推論開発フローを図 1 に示しています。このフローは、ハードウェアとソフトウェアのワークフローをエンドツーエンドの汎用 AI ワークフローにシームレスに組み合わせています。手順は次のとおりです。

1.OpenVINO™ ツールキットのモデル・オプティマイザーは、中間表現ネットワーク・ファイル (.xml)、重み、バイアスファイル (.bin) を作成します。

2.インテル® FPGA AI スイートの コンパイラーは、以下のように使用されます。

  • 指定のアーキテクチャー・ファイルの推定領域またはパフォーマンス指標を提供するか、最適化したアーキテクチャー・ファイルを作成します。(アーキテクチャーとは、PE アレイのサイズ、精度、アクティベーション機能、インターフェイスの幅、ウィンドウのサイズなど推論 IP パラメーターのことを指します。)
  • ネットワーク・ファイルを .bin ファイルにコンパイルし、FPGA と CPU (またはその両方) のネットワーク・パーティションと、重みとバイアスを設定します。

3. コンパイル済みの .bin ファイルは、実行中にユーザー推論アプリケーションでインポートされます。

  • ランタイム・アプリケーション・プログラミング・インターフェイス (API) は、推論エンジン API(ランタイム・パーティション CPU と FPGA、スケジュール推論) と FPGA AI (DDR メモリー、FPGA ハードウェア・ブロック) が含まれています。
  • リファレンス・デザインは、ホスト CPU (x86 および Arm プロセッサー) をサポートする FPGA で .bin のインポートと推論の実行という基本的な操作を示します。

図 1: インテル® FPGA AI スイート の開発フロー

注:

対応デバイス: インテル® Agilex™ 7 FPGA、インテル® Cyclone® 10 GX FPGA、インテル® Arria® 10 FPGA

検証されたネットワーク、レイヤー、アクティベーション機能:

  • ResNet-50、MobileNet v1/v2/v3、YOLO v3、TinyYOLO v3、UNET、i3d
  • 2D Conv、3D Conv、完全接続、Softmax、BatchNorm、EltWise Mult、クランプ
  • ReLU、PReLU

システムレベルのアーキテクチャー

インテル® FPGA AI スイート は、さまざまなシステムレベルの使用事例に対して、柔軟性に優れ、構成可能です。インテル® FPGA AI スイート IP をシステムに組み込む一般的な方法は、図 2 に記載されています。使用事例は、ホスト CPU (インテル® Core™ プロセッサー、Arm プロセッサー) を搭載したアプリケーションに最適化された組込みプラットフォームから、インテル® Xeon® プロセッサーを搭載したデータセンター環境、さらにホストレス・アプリケーション (または Nios® V プロセッサーなどのソフト・プロセッサー) まで、さまざまな垂直方向に広がっています。

図 2: 一般的なインテル® FPGA AI スイートのシステムトポロジー

CPU オフロード

AI アクセラレーター

多機能 CPU オフロード

AI アクセラレーター + 追加のハードウェア機能

取り込み / インライン処理 + AI

AI アクセラレーター + 直接取り込みとデータストリーミング

組込み SoC FPGA + AI

AI アクセラレーター + データ取り込みとデータストリーミング + ハードウェア機能 +

組込み Arm または Nios® II または Nios V プロセッサー

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デモビデオ

インテル® FPGA AI スイートの概要

このビデオを視聴して、インテル® FPGA AI スイートのデザインフローについてご確認ください。

インテル® FPGA AI スイートのインストールのデモビデオ

インテル® FPGA AI スイートのインストールは簡単です。このビデオを視聴して、インストールのデモをご確認ください。

インテル® FPGA AI スイートのコンパイルのデモビデオ

インテル® FPGA AI スイートが RESNET-50 事前トレーニング済みモデルをコンパイルし、推論結果を出力する様子をクイックデモでご覧ください。

インテル® Agilex™ FPGA ボードのインストールとボード立ち上げのデモビデオ

この簡単なチュートリアルでは、インテル® Agilex™ 7 FPGA を簡単に立ち上げてプログラムし、インテル® FPGA AI スイートを使用する方法について説明します。

インテル® FPGA AI スイートの PCIe デザイン例

このビデオでは、インテル® FPGA AI スイートの機能の一部を紹介します。