Spécialiste des microcontrôleurs multicœurs à vocation temps réel utilisés notamment dans les domaines de l’audio et du vocal, le britannique Xmos estime jeter un pavé dans la mare de l’intelligence artificielle (IA) appliquée aux objets connectés (ou AIoT) ...avec le processeur crossover xcore.ai que la société compte proposer à seulement un dollar. Comparé au cœur de microcontrôleur Arm Cortex-M7, ce processeur, dont des échantillons de démonstration seront disponibles à partir de juin 2020, offrirait des performances IA 32 fois supérieures, un traitement des entrées/sorties 16 fois plus rapide, des performances DSP 15 fois supérieures et 21 fois plus de blocs MAC (Multiply-Accumulate Operation).
Si l’on en croit Xmos, ce type de capacité, à l’heure actuelle, ne pourrait être offerte que par un processeur d’application puissant (et donc cher) ou par un microcontrôleur doté de composants additionnels pour accélérer les fonctions clés. A contrario le processeur xore.ai, architecturé autour de 16 cœurs logiques propriétaires prenant en charge des instructions scalaires, à virgule flottante et vectorielles, a été conçu pour exécuter des inférences et des prises de décision en temps réel mais aussi du traitement du signal ainsi que des fonctions de contrôle et de communication en périphérie de réseau (edge), et ce sans nécessiter de connexion au nuage.
Sur la puce, outre les seize cœurs logiques, on trouve aussi 1 Mo de mémoire SRam et jusqu’à 128 broches d’entrées/sorties programmables par logiciel dotées de temps de latence de quelques nanosecondes qui donnent accès à un éventail d’interfaces et de périphériques personnalisables selon les besoins de l’application. Une interface Mipi et un bloc PHY USB 2.0 permettent en outre de récupérer et de traiter des données issues de différents capteurs.
Avec ses ports entièrement programmables, ses performances d’exécution et ses capacités à prendre en charge les réseaux de neurones profonds, le processeur xcore.ai, sur lequel tourne FreeRTOS, serait capable de traiter les données et de prendre certaines décisions en local en seulement quelques nanosecondes, affirme Xmos. Apte à exécuter des modèles de réseaux de neurones binaires et 8 bits (ainsi que 16 bits et 32 bits), le dernier-né de Xmos est programmable en C à l'aide d'outils standard de l'industrie tandis que des bibliothèques en C optimisées permettent d'accéder aux fonctions DSP et d'apprentissage automatique. Les utilisateurs ont la possibilité d'affiner leurs modèles IA en précision et en performances à l'aide de frameworks standard tels que TensorFlow Lite, ajoute le Britannique.
L’utilisation de réseaux de neurones binaires (où les poids synaptiques et les fonctions d’activation sont codés en binaire et non en valeurs en pleine précision) permet de réduire les temps d’exécution avec une efficacité 2,6 à 4 fois supérieure à leurs équivalents 8 bits, précise encore Xmos. A noter que le développement du processeur xcore.ai a bénéficié de fonds européens dans le cadre du programme Horizon 2020.
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