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Le processeur DNA 100 passe sans difficulté de 0,5 à plusieurs centaines de TMAC, ce qui permet d’exécuter les tâches d’inférence dans les réseaux de neurones utilisés dans un large éventail d’applications : automobile, surveillance, robotique, drones, réalité virtuelle/augmentée (AR/VR), smartphones, maisons connectées et Internet des objets (IoT).

Cadence Design Systems, annonce sous la référence Cadence® Tensilica® DNA 100 Processor IP, le premier processeur d’intelligence artificielle accélérateur de réseaux de neurones profonds (DNA Deep Neural-network Accelerator) conjuguant à la fois des performances et un rendement énergétique élevés dans une large plage de puissance de calcul comprise entre 0,5 et plusieurs centaines de TeraMAC (TMAC). Par conséquent, le processeur DNA 100 convient parfaitement à l’exécution de tâches d’inférence dans les réseaux de neurones intégrés à une large palette d’applications comme les véhicules autonomes, l’assistance à la conduite automobile (ADAS), la surveillance, la robotique, les drones, la réalité augmentée (AR) et la réalité virtuelle (VR), les smartphones, les maisons connectées ou encore l’Internet des objets (IoT). Ce nouveau processeur allie des performances jusqu’à 4,7 fois supérieures et un rendement énergétique par Watt jusqu’à 2,3 fois supérieur à d’autres solutions affichant des dimensions MAC (multiplicateur-accumulateur) similaires.

Les réseaux neuronaux se caractérisent par la rareté inhérente de leurs activations et de leur poids causant, dans les processeurs ordinaires, une consommation inutile des chargements et les multiplications de zéros par les multiplicateurs-accumulateurs MAC. Le moteur de calcul matériel spécialisé du processeur DNA 100 élimine ces deux tâches, réduisant les besoins en calcul et améliorant l’efficacité énergétique. L’apprentissage des réseaux neuronaux permet d’augmenter la parcimonie des réseaux et d’obtenir le maximum de performances à l’aide du moteur de calcul du processeur DNA 100. Cela permet au processeur DNA 100 de maximiser le débit avec un réseau de dimensions inférieures, comme en témoigne sa capacité à atteindre 2 550 trames par seconde (fps) pour une consommation de 3,4 TMAC/watt (en technologie de 16 nm) en performances d’inférence estimées sur un réseau neuronal ResNet 50 pour une configuration MAC de 4 K.

« Les applications pour processeurs d’intelligence artificielle connaissent un essor rapide, mais l’utilisation des réseaux neuronaux les plus récents peut entraîner une augmentation considérable de la consommation d’énergie », a déclaré Mike Demler, analyste senior au sein du Linley Group. « Des architectures plus efficientes sont par conséquent nécessaires pour répondre aux exigences de l’intelligence artificielle utilisée dans des appareils aussi variés que des petits capteurs IoT alimentés par batterie ou des véhicules autonomes. Le moteur de calcul innovant du nouveau processeur Tensilica DNA 100 proposé par Cadence répond à ces attentes en proposant de multiples niveaux de performances adaptés à tous les budgets de puissance. »

Le processeur DNA 100 est livré avec une plateforme logicielle d’intelligence artificielle complète. Sa compatibilité avec la dernière version du compilateur de réseaux de neurones Tensilica autorise la prise en charge d‘environnement d’intelligence artificielle avancés, tels que Caffe, TensorFlow et TensorFlow Lite, ainsi que d’un large éventail de réseaux neuronaux, dont les réseaux convolutifs et récurrents. Fort de ces avantages, le processeur DNA 100 constitue une solution idéale pour l’exécution intégrée des tâches d’inférence dans les applications de vision, de traitement de la parole, de radar, lidar et de communications. Le compilateur de réseaux de neurones Tensilica utilise un ensemble complet de bibliothèques de fonctions optimisées pour les réseaux neuronaux pour mapper n’importe quel réseau de neurones en un code de haute performance exécutable et hautement optimisé. Le processeur DNA 100 bénéficie en outre du soutien d’un écosystème logiciel robuste compatible avec différents types de réseaux (classification, détection d’objets, segmentation, récurrence et régression). Il prend également en charge l’API Android Neural Network (ANN) pour gérer l’inférence d’IA intégrée dans les appareils fonctionnant sous Android.

Le processeur DNA 100 peut piloter la totalité des couches des réseaux neuronaux (convolutifs, entièrement connectés, à mémoire court-terme persistante LSTM (Long Short-Term Memory), avec normalisation de réponse locale LRN (Local Response Normalization) et pooling). Un seul processeur DNA 100 peut facilement évoluer de 0,5 à 12 TMAC efficaces, plusieurs processeurs DNA 100 pouvant tre empilés afin d’atteindre des centaines de TMAC pour une utilisation dans les applications de réseaux neuronaux intégrées les plus gourmandes en puissance de calcul. Ce nouveau processeur embarque par ailleurs un DSP Tensilica qui prend en charge toute nouvelle couche de réseau neuronal non encore supportée par les moteurs matériels intégrés au processeur DNA 100, tout en offrant l’extensibilité et la programmabilité d’un cœur Tensilica Xtensa grâce aux instructions Tensilica Instruction Extension (TIE). Bénéficiant de son propre DMA (Direct Memory Access) , le processeur DNA 100 peut également exécuter d’autres codes de contrôle sans recourir à un contrôleur séparé.

« Les besoins de nos clients en matière d’inférence de réseaux neuronaux sont multiples et variés, qu’il s’agisse de l’ampleur du traitement IA ou de la diversité des réseaux neuronaux. Or, ces clients ont besoin d’une architecture évolutive qui soit aussi efficace dans les applications connectées à l’Internet des objets d’entrée de gamme que dans les applications automobiles dont la puissance de calcul doit totaliser 10, voir 100 TMAC », a déclaré Louis Lazaar, Senior Director, Product Management and Marketing, Tensilica IP, Cadence. « Avec le processeur DNA 100, notre plateforme logicielle complète d’intelligence artificielle et notre solide écosystème de partenaires, les clients peuvent concevoir des produits qui offrent les hautes performances et le rendement énergétique requis pour le traitement intégré d’inférences d’IA. »

Le processeur DNA 100 sera à la disposition de certains clients en décembre 2018 ; sa disponibilité générale est prévue au cours du premier trimestre 2019.

http://www.cadence.com/