當(dāng)您將模擬計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于 ML 時(shí)會(huì)發(fā)生什么？據(jù) Aspinity 稱，這種芯片可將系統(tǒng)功耗降低多達(dá) 95%。

　　在為像 TinyML 這樣的應(yīng)用程序?qū)で蟾?jié)能的計(jì)算時(shí)，正在開發(fā)的更有前途的技術(shù)之一是模擬計(jì)算。如果處理得當(dāng)，模擬可以帶來更節(jié)能的計(jì)算，從而為邊緣計(jì)算節(jié)省大量能源。

　　近日，模擬計(jì)算公司 Aspinity 發(fā)布了新的模擬 TinyML 芯片 AML100，成為頭條新聞。

　　Aspinity 稱 AML100 是“世界上第一款模擬 ML 芯片”。

　　該公司聲稱，其新產(chǎn)品是業(yè)界第一個(gè)也是唯一一個(gè)“完全在模擬域內(nèi)”運(yùn)行的 TinyML 解決方案，其結(jié)果是為邊緣應(yīng)用節(jié)省了能源。該公司在模擬計(jì)算市場上有著開創(chuàng)性的記錄，兩年前發(fā)布了具有“選擇性聽力”功能的 ML 模擬芯片。

　　All About Circuits 有機(jī)會(huì)與 Aspinity 的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Tom Doyle 交談，以直接了解新產(chǎn)品。

　　Aspinity 對(duì)傳統(tǒng)模擬計(jì)算的改進(jìn)

　　今天的大多數(shù)模擬計(jì)算解決方案在很大程度上仍然存在于數(shù)字領(lǐng)域。數(shù)據(jù)（權(quán)重）存儲(chǔ)在數(shù)字域中，但使用 DAC 轉(zhuǎn)換回模擬量以進(jìn)行計(jì)算。

　　當(dāng)嘗試在諸如始終在線喚醒字檢測(cè)等應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)低功耗時(shí)，這種從原生模擬到數(shù)字、再到模擬的持續(xù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可能會(huì)限制原始模擬計(jì)算提供的節(jié)能效果。

　　“許多利用‘模擬’和‘模擬計(jì)算’這個(gè)詞的人通常試圖解決數(shù)字領(lǐng)域內(nèi)的問題，”Doyle 說。“如果你閱讀他們的網(wǎng)站并深入挖掘，你會(huì)發(fā)現(xiàn)他們實(shí)際上是數(shù)字域處理器，這意味著他們實(shí)際上是在使用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。他們?cè)噲D用模擬做的是通過在內(nèi)存中進(jìn)行模擬計(jì)算來實(shí)際節(jié)省數(shù)字內(nèi)核中的功率。這很棒，我們都支持它，但它非常有限?！?/p>

　　Aspinity 的永遠(yuǎn)在線架構(gòu)與傳統(tǒng)計(jì)算的對(duì)比。

　　Aspinity 的 AML100 采用了不同的方法。Doyle 解釋說：“相反，我們能夠?qū)C(jī)器學(xué)習(xí)能力從數(shù)字領(lǐng)域直接轉(zhuǎn)移到模擬領(lǐng)域。我們能夠分析來自本機(jī)模擬的原始傳感器數(shù)據(jù)，然后我們能夠關(guān)閉 ADC 和數(shù)字處理器?！?/p>

　　通過這種方式，AML100 保留數(shù)據(jù)并完全在模擬域中執(zhí)行 AI/ML 計(jì)算。由于工程師現(xiàn)在可以在檢測(cè)到重要數(shù)據(jù)之前將數(shù)字組件保持在低功耗模式，因此這可以節(jié)省整體系統(tǒng)功耗，同時(shí)最大限度地減少總數(shù)據(jù)量，從而消除數(shù)字化、數(shù)字處理和無關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓膿p失。

　　Aspinity AML100

　　據(jù)介紹，Aspinity 的新 AML100 芯片利用這種新架構(gòu)為客戶提供顯著的節(jié)能效果。

　　該芯片的模擬計(jì)算基于一組獨(dú)立的、可配置的模擬模塊 (CAB)，每個(gè)模塊都可以在軟件內(nèi)完全進(jìn)行現(xiàn)場編程，從而實(shí)現(xiàn)廣泛的功能、傳感器輸入和應(yīng)用。在這些 CAB 的更深處，人們會(huì)發(fā)現(xiàn)模擬非易失性存儲(chǔ)器陣列以及模擬信號(hào)處理模塊。該芯片還利用專有的模擬壓縮技術(shù)，允許預(yù)卷收集和喚醒詞檢測(cè)等應(yīng)用的準(zhǔn)確性。

　　AML100 的框圖。

　　Aspinity 還表示，該芯片支持多種模型架構(gòu)和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用。

　　“在我們對(duì)喚醒詞檢測(cè)等應(yīng)用的大多數(shù)測(cè)試中，我們發(fā)現(xiàn) AML100 使用了大約四分之一的可用資源，”Doyle 解釋說。“我們發(fā)現(xiàn)有大量剩余資源，這表明如果需要，我們可以切實(shí)支持各種模型和新的 ML 架構(gòu)。”

　　總體而言，據(jù)說該芯片在執(zhí)行始終開啟感應(yīng)時(shí)消耗不到 20uA。據(jù) Aspinity 稱，AML100 使工程師始終在線的系統(tǒng)功耗降低了 95%。

　　切割數(shù)據(jù)和功率

　　雖然市場上存在其他模擬解決方案，但 Aspinity 聲稱其方法是新穎的——它帶來了可衡量的好處。AML100 據(jù)稱可將數(shù)據(jù)減少多達(dá) 100 倍，同時(shí)節(jié)省多達(dá) 95% 的電力，可能會(huì)對(duì)邊緣計(jì)算和 TinyML 世界產(chǎn)生顯著影響。