AIoT のパワーを解き放て―― AIとIoTを統合したAIoTを今すぐ導入すべき理由とは?

OKIとミプソロジー、FPGA実装を自動化しAI画像処理速度を従来の4倍に高速化する新技術を開発

AI開発の分野では、エッジ領域における処理の高速化と消費電力の低減が求められるが、高度なAIモデル(ディープラーニングモデル)は、大規模で複雑な演算処理を実行する必要がある。そのため、計算性能やメモリー使用量などに厳しい制約があるエッジデバイスに搭載するには、AIモデルの軽量化やその演算ロジックを実装するための論理回路設計など専門的な知識を持つ技術者が必要だ。

製造後に購入者や設計者が構成を設定できる集積回路である「FPGA」は、複雑な演算処理を並列処理し、大容量のデータを高速に処理することができるデバイスだが、汎用的なCPUやGPUよりもさらに複雑な実装や専門知識が必要になることから、開発期間の長期化やコストが高くなるなどの課題があった。

そうした中、沖電気工業株式会社(以下、OKI)、株式会社OKIアイディエス(以下、OIDS)、Mipsology SAS(以下、ミプソロジー)は、OKI独自のAIモデル軽量化技術「PCAS」と、ミプソロジーのFPGAによるAI処理の高速化プラットフォーム「Zebra」を連携することで、AIモデルに内在する不必要な演算を自動的に削減かつ高速化し、従来の約4倍となるAI画像処理速度60fps以上を達成する技術開発に成功したことを発表した。

OKIが開発した「PCAS」は、認識精度を最大限維持したうえで、どのようなハードウェアにも最適なAIモデルの軽量化をするものだ。ミプソロジー社のAI処理の高速化プラットフォーム「Zebra」と組み合わせることで、AIモデルの軽量化からFPGAへの実装までを自動化する。

AI画像処理の評価実験(評価対象モデルに「YOLOv4」を使用)では、「PCAS」による軽量化未適用時に比べ、4倍となるアプリケーションの実用化に必要な60fps以上の処理速度を達成した。

OKIとミプソロジー、FPGA実装を自動化しAI画像処理速度を従来の4倍に高速化する新技術を開発
「PCAS」×「Zebra」の、FPGA推論パフォーマンス測定結果

また、今回発表された技術をOIDSとミプソロジーとの国内市場向けFPGA設計開発サービスに適用することで、高度AIを搭載したアプリケーションを短期間で提供することができ、FPGA実装の自動化を実現する。

なお、2022年10月18日より幕張メッセで開催される「CEATEC JAPAN 2022」のOKIアイディエスブースにて、AIモデルを軽量化したFPGAのデモンストレーションの様子が紹介される。

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