GreenWaves представляет GAP9: ультранизкоэнергетический ИИ-ускоритель с 50 мВт и 50 GOPS

ЛОНДОН – GreenWaves анонсировала GAP9, next-generation ультранизкоэнергетический ИИ-ускоритель, режущий потребление энергии в 5 раз по сравнению с предшественником GAP8, в то время как обрабатывая нейросетевые нагрузки в 10 раз больше. Чип доставляет до 50 GOPS при общей потребляемой мощности всего 50 мВт, благодаря архитектурным уточнениям и передовому 22 нм FD-SOI процессу от GlobalFoundries.

Нацеленный на edge AI инференс, GAP9 выделяется в батарейных IoT сенсорных узлах. GreenWaves сообщает, что чип может запускать MobileNet V1 на 160×160-пиксельных изображениях с channel-scaling фактором 0,25 за всего 12 мс, потребляя 806 мкВт на кадр в секунду.

Базируясь в Гренабле, Франция, GreenWaves выбрала 22 нм FDX FD-SOI процесс GlobalFoundries для дальнейшего подавления потребления энергии в уже эффективной архитектуре.

«Для GAP9 мы уточнили архитектуру GAP8 используя обратную связь клиентов в то время как переходили на ведущий полупроводниковый процесс», — сказал Мартин Крум, вице-президент маркетинга в GreenWaves. «Мы использовали body-biasing способность FD-SOI для достижения еще более низкого потребления энергии».

Архитектурные улучшения

GAP9 включает несколько ключевых улучшений:

• Количество и распределение ядер: Десять RISC-V ядер теперь питают чип. Одно ядро функционирует как fabric controller и низкоинтенсивный вычислительный движок, в то время как оставшиеся девять формируют вычислительный кластер с shared L1 data областью. Новейшее ядро действует как task-group master, оркестрируя память movements и координируя остальные восемь ядер.
• Расширение памяти: Внутренняя RAM утроилась до 1,6 МБ, и память bandwidth увеличена до 41,6 ГБ/с для L1 и 7,2 ГБ/с для L2.
• Тактовая частота: GAP8 работала на 175 МГц; GAP9 будет работать на или около 400 МГц, доставляя существенный производительный подъем.
• Инновации power-state: Новые состояния, включая «dozy» режим, держащий потребление под 1 мВт пока данные приобретаются, позволяют быстрый wake-up через низковольтный регулятор. Это снижает time-to-first-instruction до всего нескольких микросекунд, драматическое улучшение над ~700 мкс задержкой GAP8 вызванной стабилизацией DC-DC конвертера.
• Transprecision Floating-Point: Все десять ядер поддерживают IEEE 16- и 32-бит floating-point, плюс дополнительные 8- и 16-бит форматы с векторизацией. Эта гибкость снижает энергопотребность для алгоритмов, требующих floating-point арифметики.
• Квантованная векторизация: GAP9 вводит векторизованные 4-бит и 2-бит операции, обслуживающие приложения, эксплуатирующие глубокую квантизацию.
• Аудио интерфейс: Чип теперь включает bi-directional multi-channel аудио интерфейсы, расширяя свою утилиту в аудио-центричных IoT развертываниях.

Архитектура GAP9 ультранизкоэнергетического ИИ-чипа GreenWaves теперь использует 10 RISC-V ядер (Изображение: GreenWaves)

GAP9 запланирован для массового производства в 2021 году, с ранними образцами, ожидаемыми в первой половине 2020. Крум отметил, что чип несет ценовую премию примерно 50% по сравнению с GAP8. Несмотря на более высокую стоимость, компания предвидит, что оба продукта будут обслуживать отличные рыночные сегменты движусь вперед.