Aspinity представляет RAMP: аналоговый процессор снижает питание Edge в 10 раз

Aspinity, стартап из Питтсбурга, основанный в 2015 году, во вторник запускает платформу Reconfigurable Analog Modular Processor (RAMP). Ультра-низкопотребляющая аналоговая вычислительная платформа предназначена для обнаружения, анализа и классификации сырых сенсорных данных — таких как голос, сигналы тревоги или изменения вибрации — непосредственно в аналоговой области. После разделения сигнала от фонового шума RAMP передает очищенные данные для оцифровки.

(Источник: Aspinity)

Приоритизируя аналоговый анализ первым, RAMP может сократить потребление энергии краевого устройства до десяти раз и уменьшить объем данных в 100 раз для всегда активных приложений, утверждает Aspinity. Платформа нацелена на батарейные, всегда активные сенсорные устройства в потребительском, умном доме, IoT и промышленных рынках.

Старший аналитик Майк Демлер из The Linley Group сказал EE Times, что выдающаяся черта RAMP — экстремально низкое потребление — всего 10 мкА во время активной работы, замечательное достижение для аналогового чипа.

Основатель и CEO Том Дойл выразил восторг после выступления Джина Франца о необходимости вернуть нейросети в аналоговую область. Франц, бывший феллоу TI и теперь профессор Рич-Университета, давно пропагандировал аналоговую обработку сигналов в AI. «Именно это и делает RAMP», — сказал Дойл.

Аналоговое против Цифрового
Другие вендоры, такие как STMicroelectronics и Renesas, продвигают AI-устройства конечных точек для обнаружения аномалий, но они полагаются на цифровые схемы и ПО. ST использует ядра ARM, а Renesas предлагает гибридный динамически переконфигурируемый процессор (DRP). В противовес, RAMP строит нейроны и синапсы полностью с аналоговыми дизайнами.

Поскольку RAMP сэмплирует только самые релевантные точки данных, он может сжимать вибрационные данные в 100 раз, резко сокращая объем данных, которые должны передаваться для анализа. Это сжатие критично для батарейных беспроводных сенсорных сетей.

Mythic против Aspinity
Аналоговые вычисления были исходным подходом к нейросетям. Сегодня компании вроде Mythic и Syntiant исследуют in-memory аналоговые вычисления для снижения питания по сравнению с цифровыми выводами. Устранение цифровых транзакций памяти дает значительную экономию энергии и площади кристалла.

Архитектура Aspinity хранит код и память данных, перемежая их с вычислительными элементами, используя энергонезависимую память для эффективности. В отличие от Mythic, который принимает цифровой вход и использует флеш-ячейки как аналоговые элементы проводимости, RAMP обрабатывает сырой аналоговый сигнал через множество параметризованных аналоговых схем — усилителей, фильтров, сумматоров и вычитателей.

6-8 бит точности
Цифровые схемы обычно дают более высокую точность, но для многих приложений 6-8 бит аналоговой точности достаточно. Эта более низкая точность позволяет более компактный, низкоэнергетический дизайн, все еще эффективный для задач вроде обнаружения ключевых слов.

Подводя итог, RAMP нацелена на нишу ультра-низкопотребляющей акустической обработки для обнаружения ключевых слов и звуков, позволяя устройствам входить в глубокий сон при бездействии.

Хотя аналоговые схемы сталкиваются с вызовами вроде вариаций процесса, напряжения и температуры, устранение цифровых транзакций памяти может дать существенные выгоды в энергии и площади.

Приложения
Aspinity видит растущий рынок голосовых устройств — умных колонок, носимых, hearables. Дойл представляет голосовой пульт ДУ для ТВ, работающий год от одной батареи, давая производителям конкурентное преимущество.

Аналоговые блоки RAMP могут быть перепрограммированы с алгоритмами для конкретных приложений, позволяя анализировать сырой аналоговый сигнал от различных сенсоров, включая промышленные акселерометры для мониторинга вибрации.

Сначала оцифровка vs Сначала анализ (Источник: Aspinity)

RAMP — специальная схема. Проектировщики должны взвешивать стоимость против выгоды от добавления ее в голосовые устройства, но она может служить фронтендом речевого процессора, а не отдельным чипом.

CEO Дойл планирует расшириться в лицензирование IP помимо продажи чипов. Компания сотрудничает с несколькими потребительскими и чипсетными компаниями и сегодня поставляет образцы чипа, с массовым производством, запланированным на начало 2020 года.

Компания
Aspinity была основана для коммерциализации исследований Западно-Виргинского университета, обладая эксклюзивными правами на технологию университета. Стартап привлек 3,6–3,7 млн долларов за три раунда финансирования, с участием Amazon в двух раундах. Команда из десяти инженеров приносит обширный аналоговый опыт.

— Джунко Ёсида, глобальный со-редактор-в-chef, AspenCore Media, главный международный корреспондент, EE Times

>> Эта статья была первоначально опубликована на нашем партнерском сайте EE Times: «Aspinity возвращает нейросети в аналоговую область».