边际AI的柱石优势和技能

在万物皆可。边际AI  。势和（
。柱石人工智能。边际）的势和今日，商场上简直每家企业都在声称自己的柱石事务中有了AI成分。因而  ，边际将AI接入极接近终端客户的势和网络边际也就没什么悬念了 。这儿的柱石边际人工智能（即Edge AI ，或边际AI）主要是边际指将人工智能体系（如猜测剖析 、语音或图画辨认或反常检测）与边际核算相结合的势和技能实践。

直白地说，柱石这样做的边际优点是提升了体系反应速度，并削减对网络带宽的势和需求。边际AI的柱石这些特性使之十分合适于对时刻灵敏的运用场景
，例如 。自动驾驭。轿车、才智城市和工业。物联网。（。IoT。）以及可穿戴健康监测设备等。

边际AI的优势。

关于传统的人工智能而言 ，人工智能模型一般坐落中心服务器的后端，例如公共云或数据。中心
。，在那里处理和剖析发送到中心方位的数据 。假如一起处理和剖析太多的数据，很可能导致服务器的推迟。

有了边际人工。智能
 。，机器学习。算法。能够直接在给定网络的边际运转，在那些更接近生成运转体系所需的数据和信息的当地 ，例如物联网设备或装备边际核算设备的机器。每个边际设备都能够运用安装在设备上的集成AI或机器学习模型来剖析它搜集的数据，并做出智能决议计划 ，且不会将一切原始数据发送出去，仅仅将要害的数据传输到中心服务器
。

分布式人工智能的概念介于边际人工智能和传统人工智能之间 。经过分布式体系
，数据在一系列互连设备上进行处理和剖析，包含中心服务器和边际设备，每个节点都处理其间的一小部分，其思维是凭借分布式处理来应对很多作业负载。分布式人工智能的缺陷是比边际人工智能具有更大的推迟 ，隐私性和安全性较低 ，办理起来也更杂乱 。

生成式人工智能、大型言语模型（LLM）和人工智能才能的激增，为AI PC等立异解决计划铺平了路途，前进了各个职业的生产力和功率 。边际AI PC是专门为推理和练习等使命规划的专用核算设备，能够直接在源头完结杂乱的数据处理和机器学习 。这种本地化的核算才能关于。工业自动化 。、安全和监控中的运用至关重要。

边际AI能够在各种硬件上运转，从现有的。CPU 。到。微控制器。，以及高档 。神经网络。处理设备  。一些常用的边际核算芯片是由 。Intel。、
。NXP
。和NVIDIA等大型
。科技。公司制作并供给。据Markets and Markets的剖析猜测，未来5年边际AI硬件商场规模估计将从2024年的242亿美元增加到2029年的547亿美元，在2024年至2029年的猜测期内将以17.7%的复合年增加率增加 。

物联网（loT）设备在。智能家居。、工业自动化、医疗保健、农业和交通等各个职业的快速增加是边际人工智能硬件开展的重要驱动力 。

谁在用边际AI？

人工智能正日益成为一切职业和广泛用例中的遍及和要害东西 。跟着边际人工智能的老练 ，边际处理的运用规模不断扩展 。Grand View Research的研讨数据显现
，到2022年，边际人工智能商场规模为147.88亿美元，估计2023年至2030年的复合年增加率将到达21% 。

边际AI能够以更高的速度、更低的本钱和更低的功耗 ，更安全地完结数据的实时剖析 ，这使其成为 。云核算。AI极具吸引力的替代品，制作业、医疗保健 、才智城市以及自动驾驭轿车等职业的公司都在赶紧Edge AI的运用和布置。

在医疗保健和健康监测职业 ，医院及其医疗服务供给者将从边际AI中深深获益。因为边际AI能够在设备本地处理数据 ，然后在紧迫情况下可快速生成决议计划并履行要害操作。根据人工智能的血糖监测仪和生命体征追寻器等医疗设备 ，可认为医师的决议计划供给数据支撑
，减轻了他们的作业量。凭借边际AI，从心脏追寻器和血压。传感器 。等健康监测设备搜集的一切数据都能够在本地进行处理和剖析，然后完结实时剖析 ，助力医疗专业人员为患者供给更好的护理。此外，边际AI还能直接在设备上处理灵敏数据，削减了个人健康数据在易受攻击的网络中传输的危险。

边际AI的完结需求结合恰当的硬件、软件、以及安全、衔接和传感等支撑技能，十分重要的是，能将它们集成到下降杂乱性、开发进程快的体系中
。

在本年的CES上，NXP发布了其医疗保健AI控制器（AICHI） ，这是一个能够实时安全搜集并剖析多模态健康数据的边际AI渠道。作为一项概念验证，AICHI充沛展现了边际AI在医疗保健范畴的巨大潜力。该AI控制器运用环境传感器以及非侵入式健康设备（如血压监测仪、心电图贴片、血糖贴片或医疗智能手表）搜集的信息 ，经过结合边际AI和调优后的大言语模型（LLM）用于会话界面（针对i.MX 95 MPU的eIQ Neutron NPU进行了优化），AICHI能够安全 
、实时地搜集并剖析多模态健康与传感器数据
。这一才能完结了前期反常检测、个性化护理以及活跃干涉，一起始终保持较高的安全性与功率规范。

在轿车职业，比较那些层出不穷的新功用，安全的重要性永久排在第一位。当一辆自动驾驭轿车在繁忙的路途上行进时 ，每一毫秒都很重要，边际AI完结的快速数据处理是体系能够快速呼应周围环境的根底。

在智能家居体系中，从
。视频 。门铃到语音控制灯泡以及可监控食物消费和保质期的冰箱 ，这些设备往后将不必将一切数据从家里发送到集中式长途服务器进行处理
，边际AI可在现场完结一切控制。此外，运用边际AI还能够监控供暖、制冷、照明等设备
，以优化动力功率。

在才智城市建设中，边际AI设备是其要害的组成部分 。交 。通讯 。号灯上的边际AI设备能够按时刻剖析交通形式
，调整交通讯号，优化交通流量，防止或削减路途的拥堵。边际AI对  。核算机视觉。、物体检测和面部辨认的运用使一些安全摄像头特别有用，它们答应从任何方位进行双向。音频 。 、数字变焦和长途监控。智能电表、坐落十分偏远地区的管道和电网设备的自我监控等都将从边际AI的运用中获益。

边际AI的技能柱石。

半导体。是边际AI的柱石，它在技能上的不断演进保证了边际AI使命所需的高功用和功率。现在，抢先的半导体供货商现已为高效的边际AI设备规划了专用的硬件，一系列的要害组件包含CPU 、。GPU。、NPU等 ，每个组件在完结高档AI功用方面都发挥着共同的效果。

CPU 。

CPU是核算体系的大脑，在AI PC中，它是处理和办理杂乱使命的中心纽带。在巩固的边际AI规划中，一般会在。Arm
。和x86 CPU架构之间进行挑选。X86架构的优先考虑是芯片的原始核算才能，用以完结多功用性 ，而Arm架构则着重芯片的高效能和低功耗特性 。详细选用哪种架构的芯片需依实践需求而定
。

例如Intel的第14代酷睿。处理器。，旨在处理密布的核算作业负载，CPU在速度、功率和多使命处理才能方面均有明显前进，是需求强壮数据处理和快速决议计划的人工智能运用的抱负挑选 。

在根据Arm架构的计划挑选中 ，NXP的i.MX 8M Plus系列是一款专心于机器学习和视觉、高档多媒体以及具有高可靠性的工业自动化的运用处理器，它内置四核或双核Arm Cortex-A53处理器 ，带有神经处理单元（NPU） 
，运转速率高达2.3TOPS，彻底满意才智家庭、智能楼宇、才智城市和工业4.0等运用中的边际AI需求。

图：i.MX 8M Plus系列体系框图（图源：NXP）。

GPU 。

GPU关于边际AI使命的顺利完结至关重要。能够履行并行处理这一特性关于处理大型数据集和杂乱算法是极端要害的  。在AI PC中，NVIDIA RTX系列或A100。 Te。nsor Core GPU等GPU加快了机器学习模型的练习和推理 ，大大削减了这些进程所需的时刻。这些GPU在图画辨认、自然言语处理和杂乱。模仿 。等使命中特别有用
。

NPU 。

NPU是更大SoC上的一种新的专用处理器或处理单元，专门用于加快AI PC的神经网络操作和AI使命。与通用CPU和GPU不同，NPU针对数据驱动的并行核算进行了优化 ，使其在处理视频和图画等很多多媒体数据以及处理神经网络数据方面十分高效。

TMS320F28P55x系列C2000。 MCU 。 ，是Taxes Instruments面向边际AI运用推出的一款具有集成神经处理单元（NPU）的实时微控制器产品，可完结
 。高精度。、低推迟的毛病检测。在电动轿车充电根底设备 。电源模块。的规划和建设中
，可有用履行储能体系中的电弧毛病检测。

TMS320F28P55x系列MCU运用NPU运转卷积神经网络（CNN）模型，能够减轻主CPU的担负，其推迟时刻比软件完结低 5 到 10 倍
，可完结更快、更精确的决议计划 。此外，在集成NPU上运转的模型经过练习学习和习惯不同的环境，能协助体系完结高于99%的毛病检测精确率，然后在边际做出更正确的决议计划。

Taxes Instruments完好的AI东西链包含针对特定运用进行优化和测验的模型，可协助不同经历水平的 。工程师。轻松完结 AI 模型开发进程
。运用Taxes Instruments的Edge AI Studio - Model Composer或。Ti。ny ML Modelmaker加载与练习模型，还可取得高档功用集
。

图：运用NPU运转CNN模型的TMS320F28P55x系列MCU体系框图（图源 ：Taxes Instruments） 。

为了丰厚自己的NPU产品系列，NXP于2025年2月宣告斥资3.07亿美元收买可
。编程。NPU企业Kinara。Kinara的产品支撑广泛的边际AI运用，包含多模态生成式AI模型 ，Ara-1是Kinara第一代分立NPU，能够进行先进的边际AI推理。Ara-2作为第二代NPU
，其运算才能高达40TOPS（每秒万亿次运算） ，并针对生成式AI完结体系级高功用进行了优化 。Ara-1和Ara-2NPU能够轻松地与。嵌入式体系。集成
，以增强其AI功用，包含对现有现场体系进行晋级。这两款器材均选用立异的架构 ，能够映射推理图，以便在Kinara的可编程专有神经处理单元上高效履行
，更大极限地前进边际AI功用。

鉴于AI算法未来将不断从CNN演进至生成式AI
，乃至开展出智能体AI等新方法，这种可编程NPU保证了体系的习惯性。Ara-1和Ara-2在功用和能效方面表现出色，十分合适用于视觉、语音、手势等新式AI运用，以及其他各种由生成式AI驱动的多模态完结。收买完结后
，恩智浦可将分立NPU及其AI软件集成到公司的处理器 、衔接、安全和高档模仿解决计划产品组合中，以进一步增强NXP供给从TinyML到生成式AI的完好 、可扩展AI渠道的才能。

AI开发东西。

在一系列专用芯片的根底上，先进的算法和AI开发东西将进一步加快边际AI的运用进程。当然，从零开始创立AI/机器学习模型需求海量的数据和一大批数据科学家。现在 ，经过搬迁学习能够加快模型开发进程 。

搬迁学习是一种抢手技能，能够将现有神经网络模型中现已学到的特征提取到新的自定义模型中 。NVIDIA TAO东西套件根据。TensorFlow。和PyTorch构建 ，是NVIDIA TAO结构的低代码版别
，经过笼统出AI/。深度学习。结构的杂乱性来加快模型练习进程 。有了TAO东西套件 ，AI规划人员将无需具有强壮的AI专业知识或许大型练习数据集，只需运用搬迁学习的强壮功用和自己的数据对预练习模型进行微调，并针对推理进行优化，即可自定义构建人工智能模型。

NXP是首家将NVIDIA TAO东西套件A。PI  。直接集成到其人工智能产品（eIQ机器学习开发环境）中的半导体供货商，并已将NVIDIA经过练习的人工智能模型布置在恩智浦边际处理设备中。凭借eIQ机器学习软件开发环境，用户可在恩智浦的微控制器和 。微处理器 。产品组合中运用人工智能算法。

本文小结。

边际人工智能是一种运用边际方位的有价值数据为深度机器学习供给动力的概念
。边际核算代表了数据处理产生的方位的改变。现代技能使得在网络边际的长途方位履行大部分核算使命成为可能，这些方位更接近终端用户 ，而不是在间隔要害数据源十分悠远的传统数据中心 。

在边际结合人工智能能够完结本来不可能或不切实践的功用
。除了削减推迟和边际核算固有的安全优势外 ，将AI添加到运用中还带来了由杂乱的ML推进的史无前例的可扩展性
。现在 
，边际AI不再是一种概念 ，它们现已在医疗保健 、智能驾驭 、才智城市 、智能家居、智能制作等职业取得广泛运用。

在此进程中，专用的高功用半导体器材以及先进的人工智能开发东西是边际AI开展的柱石
，并将伴跟着边际  。AI技能。和商场的前进而不断演进 。

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