人工智能硬件加速装置Movidius NCS使用方法详解

2019-01-10 16:12:33 来源: 易心STEAM编程
标签:


近来AI火红,其中一个推展大势则是将AI运算下放到局端(PC、笔电端),甚至是终端,也就是AI边缘运算的架构作法,而此作法的可行条件之一,即是需要有一套可加速运算的解决方案。本文将介绍目前相当突出的硬件加速装置 - IntelMovidius神经运算条(NCS),它仅有USB随身碟大小,却具有人工智能加速运算力。

 

 

IntelMovidius神经运算条(NCS)

NCS发展背景

Apple与Google Android的争夺战

当年Steve Jobs生前说:「Android是个错误,即便花尽Apple的600亿美元现金也要纠正这个错误。」此话一出,Apple对Android阵营展开长达数年的专利诉讼战,而Google为了护卫Android阵营,在2012年5月用了约125亿美元购并Motorola Mobility公司,以便取得手机相关技术专利抗衡Apple,Google在取得捍卫所需的专利后,于2014年将Motorola Mobility以29亿美元转售给Lenovo。

 

Google虽将Motorola Mobility卖给Lenovo,却留下原本属于MotorolaMobility的ATAP(Advanced Technology and Projects)研究团队,成为Google本有的X研究团队外的另一组研究团队,当时该团队有两项重要研究案:一是模块化智能型手机研究案Ara,二是行动增强实境技术研究案Tango。ATAP后续也有开展其他研究案,例如穿戴式毫米波雷达技术研究案Soli,或同属终端使用者输入技术的Jacquard项目。

 

内容

在此我们只讨论Tango项目,该项目透过平板计算机上配置的2D画面影像传感器(摄影机)、3D深度传感器(红外线投射、ToF影像感测),以及平板计算机内的图像处理器(VPU),就可以边走边感测,描绘出行经路线的空间,包含障碍物、高度、距离等,可用在各种应用,例如室内导览、沉浸式游戏等,后来Tango技术也不限于平板计算机,可进一步缩小到智能手机内使用。

 

而在Tango项目的平板计算机中,其实用上两颗Movidius公司的Myriad 2芯片,此即是VPU。该芯片内已经用硬件电路方式实现类神经网络、人工智能等演算,加速对外界影像的视觉判别,后来该芯片也用于DJI的无人机上,好让无人机透过影像辨识,得以避障与降落。

神经运算条内的Myriad 2芯片仅有钮扣电池般的大小

 

知名品牌发展人工智能

由于人工智能运算日益重要,2016年9月Intel并购了Movidius公司,2017年12月Google宣布Tango项目这个增强实境软件平台即将结束,并由新的增强实境软件平台ARCore接手,项目虽结束,但Google依然持续运用Myriad 2芯片(MA2450)。同为12月,Google发表AIYVision Kit的人工智能套件,套件内即有用及Myriad 2芯片。

Intel也看好前端人工智能、类神经网络的运算应用,在买下Movidius后于2017年推出神经运算条棒NeuralCompute Stick,简称NCS(Movidius被购并前已展示过NCS的原型品,因购并案而延后正式发表)。NCS内用的也是Myriad 2芯片,但自成一套系统,并用USB接口与其他系统连接,NCS价格实惠仅79美元。除了USB版外,Intel也与台湾合作伙伴研阳(Aaeon)推出Mini-PCIe版的NCS,称为UP AI Core,费用降至69美元。

 

NCS开发环境

对NCS背景有些了解后,接着是着手于实务前的概念。在人工智能的开发上,Intel提出了一套架构(如下图):一开始先用运算力强悍的计算机来训练模型,再用NCS与一般笔电来进行型态化(Profiling)、调整(Tuning)、编译(Compile),最后再用笔电或者简单的单板计算机(例如树莓派)来进行原型品实作(Prototyping)。

 

人工智能开发与应用程序图,包含建模、型态化、微调、编译、原型品等阶段

由于NCS需要连接笔电或树莓派,因此对笔电、树莓派的系统环境也有所要求,NCS需要有安装Ubuntu 16.04版的Linux操作系统,如果笔电只有Windows操作系统,且嫌开机切换成Linux比较麻烦,可以用桌面版虚拟化软件(如VirtualBox)建立一个虚拟图像文件,以虚拟化方式执行Ubuntu 16.04,也是可行的。

 

 

若为树莓派,则建议使用RPi 3Model B以上的规格,而后使用树莓派专用的DebianLinux操作系统Raspbian,且必须是Debian开发代号Stretch版以上的Raspbian才行,Debian Linux的Stretch版是在2017年6月提出,树莓派的Stretch版则在8月。

 

连接NCS的注意事项

另外要注意的是,Intel官网建议,连接NCS的系统最少要有1GB的内存,4GB的储存空间,以及USB 2.0的端口,最好可以是USB 3.0,以利大量数据传输。由此观之,树莓派的硬件资源与规格仅是勉强合格,但由于树莓派毕竟是创客圈最广泛流行的单板计算机,多数开发工具包仍会尽可能迎合支持树莓派,若期望有好一点的单板计算机,也可以用前述AAEON所推出的Up Square,该单板计算机有2~8GB内存,也有USB 3.0埠,并支持Ubuntu Linux。

 

准备好这些后,NCS可支持的人工智能框架主要有二,一是Google提出的TensorFlow,二是柏克莱分校提出的Caffe,也兼容OpenVINO、Andorid的神经网络(Neural Networks, NN)API。

 

很明显NCS无法与NVDIA的TeslaGPU比拼运算力,尚无法广泛支持各种框架,但NCS仅在1瓦用电下提供人工智能加速运算,已是难得可贵,毕竟TeslaGPU的功耗大多是数十、数百瓦。

 

进一步的开发则需要安装NC SDK(软件开发工具包)到笔电内,SDK内提供mvNCCompile、mvNCProfile、mvNCCheck等工具,可以转换格式、统计神经网络各层的效能、比较网络推论运算后的结果等,另外也附有范例程序及应用程序编程接口(API),这些均到位后即可开始学习摸索NCS了。

作者:陆向阳

 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

继续阅读
政务有AI,办事也能简单又高效

过去,上政府机构办事是件叫人头疼的难事,不仅要准备繁复资料,还有“办事来回跑、办事地点远、办事点分散”等诸多困扰,增加了办事难度,也拉长了办事周期。

三星李在镕:未来取决于新技术

与非网 9 月16 日讯,据韩国媒体The Elec 报道,三星电子副董事长李在镕上周访问了三星的SET业务研发中心Samsung Research,敦促员工通过专注于前所未有的下一代技术来开拓未来。

AI也有「千里眼」和「顺风耳」?

美光的工厂通过高度复杂和精确的工艺在硅晶圆上生产存储技术。该技术出错和浪费的可能性很高,但数据和人工智能正在帮助我们减少这种几率。现代先进技术可以为公司节省一大笔用于发掘和追踪机械问题的人力成本。

深入浅出理解EdgeBoard中NHWC数据格式

本文以百度的AI端上推理设备EdgeBoard为原型,介绍EdgeBoard选择NHWC数据格式的技术考量。

从智慧屏向智慧产业迈进 康佳产品实现更广阔智慧应用

随着AI技术和家电产业的融合,智慧屏概念应运而生。随着智慧屏电视产品的问世,这一品类引爆了行业对电视未来的探讨。

更多资讯
海思推出首款基于AVS3标准的8K、120P超高清芯片

与非网 9 月 16 日讯,华为海思近日推出了一款超高清芯片Hi3796CV300。

印度也开始部署超级计算机,超算领域迎来新玩家

与非网 9 月 16 日讯,印度近日部署了首台超算,名为Param Shavak。

骁龙 865 处理器即将问世,骁龙 875 将重回台积电怀抱?

与非网9月16日讯,尽管高通今年的骁龙865处理器还没有公布,但关于骁龙875处理器的信息已经提前到来了。据外媒爆料称,骁龙875将采用5nm工艺生产。

力压麒麟980,麒麟990实现性能大升级

在CPU上,990 5G采用了7nm +EUV工艺制程,片上封装晶体管103亿个,而麒麟990和980分别为80亿个和69亿个。这就意味着更小的面积能封装更多的晶体管,带来更强的性能和更低的功耗。依旧采用A76的八核架构。

博通的芯片业务已经触底,资本大鳄陈福阳也拿不准主意了?

与非网 9 月 16 日讯,受中美贸易紧张局势和对华为技术有限公司出口限制严重打击,博通近日表示,它认为其核心半导体业务已见底,但尚未完全处于复苏模式。