[EDITION ABONNES] Sous la référence DesignWare ARC EV7x, Synopsys compte commercialiser à partir du premier trimestre 2020 une nouvelle famille de cœurs de processeurs de vision artificielle dotés d’un accélérateur de réseaux de neurones profonds (DNN) pour applications d’apprentissage automatique et d’intelligence artificielle en périphérie de réseau (edge). ...Destinés aux concepteurs de puces-systèmes SoC, ces cœurs de processeurs intègrent jusqu’à quatre unités de traitement vectoriel (VPU) et un accélérateur DNN qui peut délivrer, sous des conditions typiques, une puissance maximale de calcul de 14 080 giga-opérations MAC par seconde, soit 35 Tops, une fois implémenté avec des procédés de gravure FinFET 16 nm. Soit une performance quatre fois supérieure à celle des processeurs ARC EV6x de génération précédente.

Par ailleurs, la conception des EV7x associe des technologies de clock gating et de power gating à des améliorations architecturales pour abaisser la consommation électrique, précise Synopsys.

Afin d’accélérer le développement de logiciels applicatifs sur ses derniers-nés, la suite d’outils MetaWare EV de la société américaine fournit un environnement de programmation reposant sur des standards de vision embarquée répandus comme OpenVX et OpenCL C. Cette suite permet le développement d’applications de vision artificielle sur le moteur de vision du processeur EV7x ainsi que le mappage et l’optimisation automatiques des graphes de réseaux de neurones sur l’accélérateur DNN. Les outils de mappage prennent en charge les frameworks Caffe et TensorFlow ainsi que le format d’échange ONNX.

Dans le détail, chaque VPU présent au sein des processeurs multicœurs hétérogènes ARC EV7x intègre une unité scalaire 32 bits et un DSP vectoriel de largeur 512 bits et peut être configuré pour des calculs sur 8, 16 ou 32 bits afin de réaliser des opérations de multiplication-accumulation (MAC) simultanées sur plusieurs flots de données. L’accélérateur DNN optionnel, quant à lui, peut être échelonné entre 880 et 14 080 MAC/s et met en œuvre une architecture spécifique pour des accès mémoire plus rapides ainsi que des performances plus élevées et une meilleure éco-efficacité que des IP de réseaux de neurones alternatives, assure Synopsys.

Ce même accélérateur DNN, au-delà des réseaux de neurones à convolution (CNN), peut aussi exécuter des réseaux de neurones récurrents LSTM (Long-Short Term Memory) pour les applications qui requièrent des résultats à dominance temporelle, comme c’est le cas lorsqu’il faut prédire la position d’un piéton en fonction de sa trajectoire et de sa vitesse observées.

Le moteur de vision artificielle et l’accélérateur DNN sont censés travailler en parallèle, rendant de ce fait l’EV7x particulièrement efficace dans les applications de systèmes d’assistance évoluée à la conduite ADAS et de conduite automatisée où de nombreuses caméras et plusieurs algorithmes de vision artificielle s’exécutent simultanément, précise Synopsys.

Par ailleurs, les processeurs DesignWare ARC EV7x disposent en option de moteurs de chiffrement AES-XTS pour protéger les données transitant entre la mémoire embarquée sur la puce et le moteur de vision et l’accélérateur DNN. Ainsi, explique Synopsys, les données critiques comme les jeux de données d’apprentissage et les données biométriques personnelles (comme celles utilisées pour la reconnaissance faciale ou les scans rétiniens) ne peuvent pas être exploitées par des tiers malveillants. Enfin les versions compatibles Asil B et Asil D des nouveaux processeurs, estampillées EV7xFS, visent à accélérer la certification ISO 26262 des SoC automobiles vis-à-vis de la sûreté de fonctionnement. Une nouvelle option dite « hybride » permet en outre aux architectes système de sélectionner les niveaux de sûreté requis jusqu’au niveau Asil D de façon logicielle, une fois la puce-système gravée dans le silicium.

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