2024年7月22日 星期一

【vMaker Edge AI專欄 #19】 當微處理器(MCU)遇上神經網路處理器(NPU)能擦出什麼新火花?

作者:Jack OmniXRI, 2024/07/15

vMaker_EdgeAI_19_Fig00

留言

2020年初Arm正式推出支援向量擴充指令集(M-Profile Vector Extension, MVE)的微處理器(或稱單晶片,Microcontroller Uint, MCU)矽智財(Silicon Intellectual Property, SIP) Cortex-M55 及微神經網路處理器(Micro Neural Network Processing Unit) Ethos-U55,正式開啟 MCU AI 時代來臨[1]。但不幸地,Covid-19 疫情伺虐全球,行業停擺,導致直到2022年底才由 ALIF Semiconductor推出第一顆實體晶片 Ensemble 系列(E1/E3/E5/E7)及配套開發板。今年 CES 2024 上更是全面開花,截至目前,已有 ALIF, Himax(奇景), Nuvoton(新唐), Infineon(英飛淩) 推出 Cortex-M55 + Ethos-U55 組合的產品了[2]。若再加上其它家 MCU + Micro NPU ,那麼今年可謂微處理器的 AI 時代降臨。

一般來說,如果只是為了如聲音、運動、化學等感測器信號進行分類或預測的話,大概使用 Arm Cortex-M4F, Cortex-M7 甚至 Cortex-M0+ 等級的 MCU 就夠用了。但如果遇上小尺寸(如96x96或更小)影像分類、物件偵測或者多感測器信號融合分析時,則需要更高速運算的處理器才足以應付,因此 MCU + Micro NPU 正好可以滿足這個缺口。

為了讓大家更了解 MCU 加上 Micro NPU 究竟能幫大家帶來什麼好處,接下來就以矽遞科技(Seeed Studio)和奇景光電(Himax)合作的 Grove Vision AI Module v2 開發板及 Seeed SenseCraft AI (TinyML) 開發平台,帶著大家一起來玩玩微型 AI 電腦視覺應用。

2024年7月9日 星期二

【課程簡報】20240709_南投縣中小企業榮譽指導員協進會_南開科大_看智慧製造如何從決策式AI邁向生成式AI

很高興今天受到「南投縣中小企業榮譽指導員協進會」蔡名桂祕書長邀請,和大家分享「看智慧製造如何從決策式AI邁向生成式AI」這個主題,期待與會人員能更了解AI對產業界有何助益。以下就是今日簡報的大綱,提供大家參考。完整簡報內容如下所示。

1. 從自動化到智動化
- 智慧製造架構分析
- 工人智慧(HI) vs. 人工智慧(AI)
- 人工智慧/機器學習/深度學習/大語言模型
- AI技術發展趨勢
- 電腦(機器)視覺架構
- 傳統機器視覺應用
- 新型態AI(深度學習)電腦視覺應用
- 傳統型機器視覺 vs. 新型態AI電腦視覺
- 電腦(機器)視覺系統發展歷程
-案例分享─百香果智慧外觀分級案

2. 從感測、預測到決策
- 工業物聯網 (IIoT)
- 工業感測器 (Sensors)
- 智慧物聯網(AIoT)架構
- 工業人機互動技術 (HMI)
- 工業常見邊緣智能(Edge AI)應用

3. 從數位化到數位孿生
- 數位化戰情室: 研華科技 WISE-PaaS 戰情室
- 數位孿生 (Digital Twin): 鴻海Foxconn & Nvidia
案例分享 ─ 半自動工時計錄器

- AI模型發展歷程
4. 決策式 AI 發展與案例
- 電腦視覺 ─ 垃圾自動分類
- 自動導引車(AGV) / 自主移動機器人(AMR)
- 商業用自主移動機器人(AMR)
- 智慧製造實例 ─ 台達電

5. 生成式 AI 發展與案例
- 影像生成 ─ PCBA 3D瑕疵生成
- 文字 / 語音生成 ─ 虛擬助理 (數字人)
- 多模態生成 ─ 人型機器人
- 人型機器人─ OpenAI Figure 01

(點擊影像放大)

2024年6月28日 星期五

【課程簡報】20240628_OpenVINO x AIPC : 技術新亮點剖析

很高興今天受邀擔任「OpenVINO x 產業AI轉型關鍵技術論壇」講者並以「OpenVINO x AIPC:技術新亮點剖析」和大家分享一下 Intel AIPC 及 OpenVINO 的最新發展。此次簡報大綱如下。

  1. 從Computex看Intel技術藍圖
  2. AIPC 為何需要 NPU
  3. OpenVINO 2024最新亮點
  4. OpenVINO 生成式AI實例展示

(點擊圖片放大)

2024年6月25日 星期二

台灣學術圈 TinyML 發展現況

作者:許哲豪 2024/6/25
 留言

台灣學術圈TinyML發展現況_Fig00

今年 Computex 2024 生成式 AI 火爆全場,各家 CEO 都紛紛來站台宣揚 AIGC & AIPC & NPU 世代來臨,全台產官學研的資源也幾乎壓寶於此,主要集中在行動智慧(手機、平板、筆電)的應用,對於嵌入式及穿戴式智慧(單板微電腦、單晶片)就僅有少數廠商參與,對比十多年前智慧物聯網(AIoT)興起時,滿場子都是智慧應用裝置,就顯得有些被邊緣化了。

建構 TinyML 生態系

身為超級邊緣人一份子,不免想幫大家更了解這個生態系,進而能投入更多資源來助威。邊緣智慧領域跨度頗大,大家可以參考「【vMaker Edge AI專欄 #17】 開發者如何選擇 Edge AI 開發方案」[1],而一個完整的生態系必需包含下列條件。

  • 買的到、買的下手的硬體及開發套件 (供應商級)
  • 原廠充份的開發說明文件及範例程式 (工程師級)
  • 適量的應用例、教材及影片 (教育單位級)
  • 理想的交流空間、社群互動 (一般開發者級)
  • 更深入的理論開發及實踐 (學術研究級)
  • 政府機構及民間團體的協力推動 (政策推動級)

從以往的智慧物聯網(AIoT)經驗來看,嵌入式、穿戴式、微型感測式的智慧應用看似很有市場、技術門檻不高、應用領域很廣,但實際上大多數想把雲端 AIoT 轉向裝置端 AI 都會遇到相當多困難,就像開發汽車(GPU AI)或腳踏車(MCU AI)的工程師突然跑去開發機車(MPU/MCU + NPU)一樣地不知所措,中間技術的鴻溝需要更多的邊緣智慧(Edge AI)及微型機器學習(TinyML)教學課程及第三方軟硬體及系統供應商來協助解決。

若將裝置端 AI 技術領域拆解,從各大專院校所開設的課程大致可分為下列領域。

  • 數位邏輯及積體電路設計(CPLD / FPGA / NPU)
  • 計算機結構(CISC / RISC)
  • 程式語言(ASM / C/C++ / Python)、演算法及人機界面(GUI / HMI)
  • 嵌入式系統開發(微處理器MPU / 單晶片MCU / 神經網路處理單元 NPU)
  • 編譯器(Compiler)及即時作業系統(RTOS / ROS / MBED)
  • 資料探碪(大數據)及機器學習(Machine Learning)
  • 人工智慧(GPU AI)及邊緣智慧(Edge AI)(深度學習 / 自然語言 / 電腦視覺 / 多模態、生成式應用)
  • 算法、模型優化

2024年6月24日 星期一

【vMaker Edge AI專欄 #18】從Computex 2024看邊緣智慧明日之星NPU

 作者:Jack OmniXRI, 2024/06/15

 留言

vMaker_EdgeAI_18_Fig_00

今(2024)年台北國際電腦展(Computex)[1]大概是1984年開展至今最精彩的一年的吧!Nvidia, AMD, Qualcomm, Arm, Intel, Mediatek, SuperMicro, NXP CEO 竟同時出現在台北 Computex,還創造了新一波的夜市追星熱潮。回顧過去幾年,受到上海 CES Asia、Covid-19 疫情、地緣政治影響,參展及參觀人數皆大幅下滑,不禁讓人為這個世界前三大的國際電腦展的未來捏把冷汗。2022年底ChatGPT橫空出世,帶動新一波人工智慧應用熱潮,大量的大語言模型(LLM)及生成式智慧(AIGC, genAI)被提出,同時也帶動AI伺服器的軍備競賽,使得台灣供應鏈及週邊廠商順勢而起,成為全球矚目的焦點。2023年底英特爾(Intel)喊出 AIPC 時代到來,「不需上網」也能完成AI應用的推論運算,於是把神經網路加速處理單元(Neural Network Processing Unit, NPU)加入最新一代 CPU - Meteor Lake (Core Ultra)中。接著又有微軟(Microsoft)提出 AI Copilot+PC 定義,未來要有 40 TOPS(每秒40兆次計算) 以上算力才能稱為 AIPC,從此拉開各家 NPU 之戰,也帶動台灣工業電腦、桌機、筆電、平板、手機及週邊廠商的新一波商機。而此次 NPU 也不意外地成了 Computex 2024 的目光焦點。

在上一期專欄「#17 開發者如何選擇 Edge AI 開發方案」[2]中已簡單將可不需連網且獨立推論AI模型的邊緣智慧(Edge AI)裝置簡單分為五個等級,而對應此次 Computex 重點廠商,如下所示。

  • Edge Server, AI伺服器等級,如 Intel Xeon 6(CPU), Nvidia GB200(GPU), SuperMicro 等。
  • NB AI (AIPC),CPU內建或外加 GPU/NPU 之桌機、筆電、工業電腦等級,如 Intel Meteor/Lunar Lake, AMD Ryzon AI, Nvidia RTX 40系列等。
  • Mobile AI,平板、手機等行動通訊裝置等級,如 Qualcomm Snapdragon X Elite, Arm Cortex-X, Mediatek 9300+ 等。
  • SBC AI,單板微電腦及搭配NPU應用等級,如 NXP i.MX 93/95, Keno 300/KL830, DeepX DX-M1 等。
  • Wearable AI,單晶片等級,如 NXP MCX-N54/94 等。

為了讓大家更了解什麼是 NPU,為何要用 NPU 及此次 Computex 2024 竟究各家端出了什麼大菜,以下就簡單整理一下提供大家參考。各家在 Computex 上的專題演講完整影片可參考文末【參考文獻】連結[4]~[12]。

2024年6月19日 星期三

OmniXRI's Edge AI & TinyML 小學堂 Youtube 直播課程總結

作者:許哲豪(Jack Hsu), 2024/06/19

 留言

Course_Final

今(2024)年二月台大資工李宏毅老師開設了「生成式AI導論」,一口氣線上加線下來了二千多位同學,不分科系共同參與,其熱門程度不輸明星演唱會。但「邊緣智慧(Edge AI)和微型機器學習(TinyML)」這個領域卻很少學校老師開課,於是順口在自己的「Edge AI Taiwan」FB社團上隨口一問「有沒有人想學啊?」,立下 Flag,超過百人按讚就來比照學校開課。於是在百位網友「+1」的鼓勵(推坑)下,規畫了「OmniXRI's Edge AI & TinyML 小學堂」連續16週的課程,從2024/3/5開始,每週二晚上 20:00 ~ 21:30 在Youtube開直播,昨晚(2024/6/18)順利結束。不知那些有按讚的朋友有沒來上課啊?

為了此次YOUTUBE直播課程,還自學了如何使用 OBS 導播軟體及 YOUTUBE 直播設定。由於自宅靠近大馬路旁,噪音較多,常常到了九點多,背景還會聽到垃圾車的聲音,造成大家困擾實在抱歉。後來在網友建議下,添置高檔網路攝影機及無線降噪麥克風,才解決了直播品質不佳問題。

在這16週遇到很多狀況,尤其到了後半段實作案例,為了採用最新案例且保證能動,很多課程講義都是連夜通宵完成,直播時硬著頭皮上,所以內容有些零亂,有時還有小出錯,還請大家多多見諒。

經過16週的統計,新增訂閱600多人,通常當天上線人數大約20~40人不等,事後回看點閱率除了第0講因為有課程介紹造成大家會多點一些,有2000多次外,其它的大概至少還有200以上,截至今早,16次直播合計近9000次瀏覽。這和李宏毅老師【生成式AI導論 2024】第0講的17萬人及最後第18講的1萬人來比,還有很多努力空間,希望對於「OmniXRI's Edge AI & TinyML 小學堂」這門課有興趣的朋友能多多轉發、分享給需要的朋友。也歡迎看完影片後有問題的朋友留言互動。

edgeai_tinyml_02
edgeai_tinyml_01

最後藉星爺的兩張劇照來感謝大家這16週的支持,相關直播影片及課程講義在非營利及註明出處下,歡迎大家多多利用。

完整課程影片清單:
https://www.youtube.com/watch?v=VseW-M7kx1E&list=PLo_tFZGoEZumF9_vB1SGPh6NxxrEujQck

完成課程簡報及相關範例:
https://github.com/OmniXRI/Edge_AI_TinyML_Course_2024

edgeai_tinyml_03

更多技術文章,歡迎關注 OmniXRI 部落格

【頂置】簡報、源碼、系列文快速連結區

常有人反應用手機瀏覽本部落格時常要捲很多頁才能找到系列發文、開源專案、課程及活動簡報,為了方便大家快速查詢,特整理連結如下,敬請參考! Edge AI Taiwan 邊緣智能交流區 全像顯示與互動交流區 台科大(NTUST) 人工智慧與邊緣運算實務 開南大學...