Als we deze artikels over toptrends aan het einde van het jaar schrijven, onderzoeken we meestal vier of vijf belangrijke trends in de elektronica- en halfgeleiderindustrie. Er is meestal meer dan één toptrend om te bespreken. Maar 2023 was anders. Er is niets dat dit jaar meer invloed heeft gehad op elke hoek van elektronisch ontwerp dan kunstmatige intelligentie (AI).
In de algemene cultuur domineerde generatieve AI, inclusief ChatGPT, de buzz van dit jaar sterk. Maar in onze sector heeft AI ook een grote vlucht genomen.
Op CES 2023 verklaarde AMD-voorzitter en CEO Dr. Lisa Su: “AI is de bepalende megatrend in technologie.”
Het is waar dat AI een groot deel van de mindshare van dit jaar uitmaakte, en je zag het in veel van onze krantenkoppen op onze site. Maar het is interessant om op te merken dat AI eigenlijk geen significant onderdeel was van onze artikelen met de hoogste paginaweergave. Zoek naar een artikel dat onze top van 2023 samenvat Alles over circuits nieuwsberichten op oudejaarsavond. Misschien toont dit aan dat ingenieurs zoals jij informatievoorkeuren hebben die verder reiken dan die van AI. AI is reëel, belangrijk en zal blijven bestaan, maar het is slechts één hulpmiddel in de gereedschapskist van een ingenieur.
Hoewel AI dit jaar de dominante technologietrend was, waren er zeker subcategorieën in AI-technologievooruitgang die relevant zijn voor engineering. In dit artikel splitsen we deze op en onderzoeken we ze allemaal.
- AI in verwerking en versnellers
- AI-verwerking richtte zich op de rand- en applicatiespecifieke taak
- AI in PCB-ontwerptools, IC-ontwerptools en ingebedde ontwikkeltools
AI in desktopverwerking, accelerator-subsystemen en meer
AMD op zijn beurt begon 2023 met gedurfde stappen op het gebied van AI door op CES 2023 de eerste x86-processor in de branche met speciale AI-hardware aan te kondigen. Dit nam de vorm aan van wat AMD zijn XDNA-adaptieve AI-architectuur noemt.
Het schema maakt het mogelijk om grote reeksen AI-gegevens van laag naar laag door te geven. Er wordt gezegd dat deze aanpak kan worden aangepast aan de AI-werklast die u moet verwerken. De aankondigingen van AMD uit 2023 omvatten een desktop x86-processor die een AI-hardware-engine insluit die XDNA-technologie gebruikt.
Intel 5e generatie Xeon-processors met ingebouwde AI-versnelling. Afbeelding gebruikt met dank aan Intel
Ondertussen heeft Intel zijn AI x86-implementaties bewaard voor later in het jaar. Tijdens Hot Chips 2023 in augustus introduceerde het bedrijf twee nieuwe Intel Xeon-processors. De apparaten, met de codenaam Sierra Forest en Granite Rapids, gebruiken nieuwe architecturen om toegang te krijgen tot hogere prestaties en flexibiliteit. De Granite Rapids-chip beweert bijvoorbeeld een prestatieverbetering van 2 tot 3 keer te bieden voor AI-workloads.
Intel’s belangrijkste AI-stap kwam pas een paar weken geleden, toen Intel zijn 5e generatie Xeon CPU’s en Core Ultra mobiele processors aankondigde, beide met ingebouwde AI-versnelling. Het bedrijf noemt deze inspanningen onderdeel van een plan om AI-verwerking zowel in de cloud als aan de edge mogelijk te maken.
Verschillende bedrijven verbeteren hun AI-spel
Intel en AMD waren verre van de enige onder de grote bedrijven die hun steentje bijdroegen met AI-verwerkingsoplossingen. Beide zijn in november uitgerold, voorbeelden hiervan zijn Nvidia’s H200 Tensor Core GPU en Microsoft’s Maia AI Accelerator en Azure Cobalt CPU. Qualcomm van zijn kant richtte zich op AI voor IoT met een familie van processors die het in april aankondigde.
Nvidia H200 Tensor Core-GPU. Afbeelding gebruikt met dank aan Nvidia
Andere interessante aankondigingen op het gebied van AI-verwerking waren onder meer de release van SiFive in oktober van RISC-V-cores gericht op generatieve AI en machine learning (ML). Start-up Tenstorrent verscheen eveneens op het toneel en gebruikte RISC-V als basis voor AI-verwerking. Ondertussen heeft IBM deze zomer een analoge AI-chip geïntroduceerd die analoog in-memory computing combineert met schaalbare digitale interfaces om AI-bouwstenen te realiseren.
De Koreaanse startup Sapeon kijkt naar de AI-workloads in het datacenter, die dit najaar zijn X330 AI-processor uitrolde. Ambarella concentreerde zich op beveiligingscamera’s met zijn CV72S-chip en claimde dat deze de hoogste AI-prestaties per Watt SoC in de beveiligingsindustrie was.
MCU-leveranciers en startups kijken naar AI aan de rand
Toen het internet-of-things (IoT) ruim tien jaar geleden als trend ontstond, was de algemene consensus dat AI-computing in de cloud zou moeten plaatsvinden. Snel vooruit naar vandaag, en er zijn duidelijk talloze oplossingen beschikbaar om AI-verwerking aan de edge uit te voeren. Deze zijn voortgekomen uit zowel traditionele microcontroller-leveranciers (MCU) als uit verschillende AI-chip-startups, die elk unieke oplossingen bieden.
Armkernen zijn tegenwoordig dominant geworden onder MCU-kernen. Het bedrijf bracht zijn Cortex-M52-kern al in april uit en positioneerde deze als een enabler voor het toevoegen van AI/ML aan reguliere ingebedde apparaten. Deze maand onthulde Renesas een op Arm Cortex-M85 gebaseerd MCU-ontwerp voor graphics en multimodale AI.
De PSoC Edge-MCU’s bieden ingebouwde ML-ondersteuning, Autonomous Analog en nog veel meer functies die het een kandidaat maken voor de volgende generatie smart edge-apparaten. Afbeelding gebruikt met dank aan Infineon
Ook lanceerde Infineon dit najaar vanuit de MCU-ruimte zijn PSoC Edge-familie van MCU’s. Naast Cortex-M55-compatibele DSP-ondersteuning en een Ethos-U55 NPU, zijn de PSoC Edge-apparaten voorzien van Infineons eigen neurale netwerkhardwareversneller NNLite.
Startups in de MCU-ruimte hadden eveneens AI in het vizier. Een voorbeeld hiervan is de lancering van de Ensemble-lijn van MCU’s van Alif Semiconductor, die een rekenkern combineren met ML-versnelling om zware ML-workloads mogelijk te maken in apparaten die op batterijen werken.
Succes met het opstarten van AI
2023 was absoluut een belangrijk jaar voor startups op het gebied van AI-chips. Hailo breidde zijn Hailo-8-familie uit met de Hailo-8 Century, die PCIe-ondersteuning biedt aan de Hailo-8-lijn, en Hailo-8L, een instapoplossing voor AI-versnelling. Kinara heeft zijn kleine Ara-2-processor van 17 mm x 17 mm geïntroduceerd, ontworpen voor grote generatieve AI-workloads.
In een klein EHS-FCBGA-pakket van 17 mm x 17 mm is de Ara-2-chip ontworpen rond 8 Gen-2 neurale kernen. afbeelding gebruikt met dank aan Kinara
Gesteund door Nvidia opende AI-netwerkstartup Enfabrica dit jaar pre-orders voor zijn 8 Terabit/s ACF-S-switchsysteem op basis van zijn technologie. Ten slotte had Axelera een groot financieringsjaar terwijl het de in-memory computing-aanpak van zijn Metis-processor stimuleerde.
AI infiltreert tools voor PCB-ontwerp, IC-ontwerp en ingebedde ontwikkeling
Het lijdt geen twijfel dat 2023 een enorm jaar was voor AI – inclusief generatieve AI – in een verscheidenheid aan hardware- en softwareontwerptools. Siemens was in februari voor het eerst op de proppen met zijn Questa Verification IQ, een softwareplatform dat is ontworpen om AI te gebruiken voor datagestuurde IC-verificatie.
In de lente van dit jaar waren er op AI gebaseerde releases van zowel Synopsys als Cadence. Synopsys heeft Synopsys.ai geïntroduceerd, een reeks AI-gestuurde tools voor het ontwerp, de verificatie, het testen en de productie van geavanceerde IC’s. Ondertussen lanceerde Cadence de Allegro X AI-technologie gericht op het automatiseren van plaatsing en routing met behulp van AI.
Cadence’s Allegro X AI voert PCB-ontwerpinformatie in, zoals netlijst en fysieke beperkingen, en voert bordplaatsing, kritische routering en meer uit. Afbeelding gebruikt met dank aan Cadans
In de lente werd ook Flux’s Copilot gelanceerd, wat in wezen een op AI gebaseerde ontwerpassistent is, geïntegreerd in een PCB-ontwerptool. Meer recentelijk heeft het bedrijf deze maand een nieuwe versie van Copilot onthuld die de mogelijkheid biedt om afbeeldingen zoals blokdiagrammen te herkennen en ermee te werken.
Wat de ontwikkeling van embedded software betreft, bracht STMicroelectronics (ST) in januari zijn gratis STM32 MCU Edge AI-toolset naar de cloud. En juist deze maand kondigde het bedrijf (ook gratis) nieuwe AI-softwarebibliotheken aan voor onbeperkte implementatie op elke STM32 MCU. In een hardware/software combo-aankondiging heeft Ambarella meegewerkt aan de ontwikkeling van een neurale netwerkverwerkingsstack en chipfamilie voor AI-computing in autonome voertuigen.
Meer AI overal in 2024
Ik moet eerlijk zijn. Ondanks alle epische AI-nieuwsverhalen Alles over circuits dit jaar besproken, is deze waarschijnlijk mijn favoriet. Onze eigen Jake Hertz kreeg dit exclusieve interview met onderzoekers van NYU. Ze gebruikten ChatGPT met succes om een microprocessor te ontwerpen en te bouwen. Jake kreeg de kans om NYU-professor Dr. Hammond Pearce te ontmoeten om persoonlijk meer over dit onderzoek te leren.
Hoewel AI in 2023 zeker groot was in onze branche, bestaat er weinig twijfel over dat in 2024 meer van hetzelfde zal zien. Het vermogen van AI en ML om allerlei engineering- en ontwerptaken te versnellen, maakt het tot onweerstaanbare technologieën. Leveranciers van chips en tools – zowel groot als klein, zowel oud als nieuw – zullen nieuwe manieren vinden om AI te gebruiken en de manier waarop ze deze al gebruiken, te verbeteren.
