組み込みVPU PCコンピューター
この投稿では、組み込みVPUコンピューターについて知りたいことすべて、そしてどこで購入できるかをお伝えします。ディープラーニングとマシンビジョンアプリケーションを推進する最適なVPUコンピューター選びをお手伝いします。VPUコンピューティングは急成長しており、Premioが提供するさまざまな組み込みVPU PCをご覧ください。
組み込みVPU PCとは？
組み込みVPUコンピューターは、VPUを搭載した産業用PCです。VPUはAIワークロードの実行に特化して最適化されているため、ディープラーニングとマシンビジョンアルゴリズムを高速化できます。さらに、産業用VPUコンピューターは堅牢性を念頭に置いて設計されています。つまり、産業用VPU PCは、通常のPCには不向きな厳しい環境での導入にも耐えられます。このようなシステムは、埃、ごみ、衝撃、振動、極端な温度への曝露にも耐えられます。組み込みVPUコンピューターの購入を検討されている場合は、Premioが提供する豊富な選択肢をご覧ください。
そこで、ご興味のある方のために、VPU（ビジョンプロセッシングユニット）とは何かをご説明します。
VPUはビジョンプロセッシングユニットの略で、マシンビジョンアルゴリズムを高速化するために特別に設計されたマイクロプロセッサです。マシンビジョンアルゴリズムは、多くの場合、画像やビデオなどの視覚情報を分析し、パターンを検索したり、オブジェクトや人物を識別したり、ビデオや画像内の他の情報を検索したりするために使用されます。VPUは、機械学習アプリケーションの高速化にも優れています。
通常、VPUはCPUと連携して動作します。CPUはマシンビジョンタスクをVPUにオフロードし、CPUをOSや他のアプリケーションの実行などの他のタスクに解放します。
また、VPUはGPU（グラフィックスプロセッシングユニット）とは異なり、マシンビジョンタスクを実行する際にGPUよりも大幅に少ない電力を消費することに注目する価値があります。これは、遠隔地の現場に導入される組み込みVPUコンピューターにとって非常に有利です。
これは、このようなシステムが電力効率に優れている必要があるためです。特に安定した電力が常に利用できない遠隔地に導入される場合、これは重要です。場合によっては、現場に導入されたVPUコンピューターは、電力が復旧するまでバッテリーで動作できる必要があります。VPUが過剰な電力を消費した場合、PCはバッテリー電力で長時間動作できません。そのため、GPUと比較した場合のVPUの電力効率により、安定した電力が利用できない場合でもシステムをバッテリー電力で動作させることができ、安定した電力が常に利用できない遠隔地での導入に最適な選択肢となります。
VPUは組み込みコンピューターにどのように統合されますか？
VPUは通常、mini PCIeスロットに接続することで組み込みPCに追加されます。例えば、IntelMovidiusVPUMini PCIeは、組み込みシステムにインストールすることで、マシンビジョンアプリケーションを高速化し、より高速で正確なビデオ分析、高品質の画像処理、コンピュータービジョン、ディープニューラルネットワークで驚異的なパフォーマンスを提供できます。
(画像クレジット： https://en.wikipedia.org/wiki/PCI_Express)
さらに、VPUはUSBポートを介してインストールできます。例えば、IntelMovidiusNeural Compute Stick 2は、USB Type-Aポートに接続するだけで簡単かつ迅速にインストールできるVPUです。IntelMovidius ComputeStickは、エッジでディープニューラルネットワーク推論分析を実行できるコンパクトな組み込みコンピューティングソリューションを求める組織にとって素晴らしいソリューションです。ニューラルコンピュートスティックを利用した低消費電力の組み込みコンピューティングソリューションの優れた点は、消費電力と熱負荷が低いため、安定した電力が常に利用できない遠隔地での導入に最適な選択肢となることです。
VPUアクセラレーションとGPUアクセラレーション
一部の組織は、GPU（グラフィックスプロセッシングユニット）やVPUなどのハードウェアパフォーマンスアクセラレータを搭載したシステムを構成することを選択します。VPUと同様に、GPUはディープラーニング（DL）、人工知能（AI）、マシンビジョン（MV）、およびハイエンド画像処理ワークロードを高速化できるコプロセッサとして機能します。
一部のVPUはヒートシンクを使用して受動的に冷却できますが、ほとんどすべてのグラフィックスカードはファンを使用した何らかのアクティブ空冷を必要とします。これは、グラフィックスカードが多くの電力を消費し、大量の熱を発生させる傾向があるため、アクティブ空冷が必要となるためです。とはいえ、GPUはパフォーマンス向上に優れており、自動運転車、医療画像処理、視覚ベースの品質保証、およびその他のグラフィックを多用するワークロードに最適です。
電力に関して言えば、VPUはGPUよりもはるかに電力効率が高いです。グラフィックスプロセッシングユニットは電力を大量に消費する傾向があるからです。
アプリケーションに関して言えば、VPUは物体認識、画像認識、機械学習、スケーラブルな画像認識の実行により適しています。一方、GPUはディープラーニング、人工知能、高忠実度画像レンダリングにより適しています。
全体として、VPUは組み込みアプリケーションにより適しています。なぜなら、GPUよりも性能は劣りますが、その小さなフットプリントと電力効率により、エッジでのコンパクトな組み込みコンピューティングに優れているからです。
とはいえ、GPUは並列アーキテクチャがディープラーニング推論分析に最適であるため、依然としてその地位を確立しています。たとえば、NvidiaのGPUは数千のコアを搭載しており、CPUでは時間内に実行できないような計算集約的なタスクを実行できます。ただし、主な欠点は、GPUが電力を大量に消費し、しばしば200ワット以上の電力を消費することです。
では、GPUは産業用組み込みコンピューティングソリューションにどのように統合されていますか？
産業用組み込みコンピューターは、コンパクトでファンレスの設計を原則として構築されています。GPUは、電力を大量に消費し、しばしば200ワット以上の電力を消費するため、アクティブ冷却が必要であるという点で、組み込みコンパクトコンピューティングソリューションとは異なります。
Premioは、2コンパートメントのコンピューターシステムを作成することで、この問題を解決しました。最初のコンパートメントは、プロセッサ、チップセット、ストレージ、およびI/Oをファンレスの設計で収納し、2番目のコンパートメントはGPUのみを収納し、アクティブ空冷を提供します。
メインのコンパートメントは完全にファンレスですが、GPUコンパートメントは空冷式で、GPUの熱をシステムから排出するファンを備えています。とはいえ、GPUアクセラレーション付き組み込みPCは依然として堅牢であり、埃、ごみ、衝撃、振動、極端な温度に頻繁にさらされる厳しい環境での導入にも耐えられます。
耐衝撃性と耐振動性は多少犠牲になりますが、GPUが提供するハードウェアアクセラレーションのおかげで、そのわずかな犠牲で多くのパフォーマンスを得ることができます。Premioは、サービスやGPUの故障の場合にGPUを他のものに簡単に交換できるようにしています。これにより、システム全体を交換することなく、GPUを簡単に交換できます。
VPUコンピューターはどこで購入できますか？
Premioは、30年以上にわたり米国で組み込みコンピューターの設計と製造を行っています。当社では、幅広い種類の組み込みVPUコンピューターから選択できます。オプションは、PCIe VPU PCから、USB Type-Aポートを介してシステムに外部からインストールできるVPUを備えた組み込みコンピューティングソリューションまで多岐にわたります。
まとめ
Premioでは、VPUが組み込みコンピューティングにもたらすメリットを認識しています。そのため、ディープラーニング推論、マシンビジョン、その他のビジョンアプリケーションなどのアプリケーションに最適化された信頼性の高い強力なコンピューティングソリューションを提供する、VPU搭載の多数の組み込みコンピューターを提供しています。組み込みVPU PCの選択でお困りの場合は、お気軽に弊社の組み込みコンピューティング専門家にご連絡ください。お客様の特定の要件を満たすVPUコンピューティングソリューションを喜んで見つけるお手伝いをさせていただきます。
よくある質問 (FAQs)
1. 産業用VPUコンピューターとは何ですか？
VPUコンピューターは、VPU（ビジョンプロセッシングユニット）を利用して、マシンビジョン、画像および物体認識、高解像度画像処理などの視覚ベースのワークロードを高速化する組み込みコンピューターです。ただし、ビジョンプロセッシングユニットをビデオプロセッシングユニットと混同しないでください。ビジョンプロセッシングユニットはAIアクセラレーションに使用され、ビデオプロセッシングユニットはビデオ処理に使用されます。
2. ビジョンプロセッシングユニットとは何ですか？
ビジョンプロセッシングユニット、VPUとして知られるは、ディープニューラルネットワーク推論、物体認識、顔認識、その他さまざまなビジョンアプリケーション向けのハードウェアアクセラレーターです。VPU（ビジョンプロセッシングユニット）を搭載したコンピューターシステムは、ビジョンタスクをVPUにオフロードします。これにより、GPUが同じタスクを実行するよりも大幅に消費電力を抑えられます。
3. Intel Movidiusとは何ですか？
Intel Movidiusは、負荷の高いビジョンアプリケーションやAIワークロードを高速化するVPUです。Intel Movidiusは、高度に並列なプログラム可能コンピューティングとワークロードに特化したハードウェアアクセラレーションを組み合わせることで、これを実現しています。Intel Movidiusは、計算性能に関して言えば、エネルギー効率に優れていながらも非常に強力です。
4. Intel Myriad Xとは何ですか？
Intel Myriad Xは、エッジでディープラーニングと推論分析を高速化するように設計されたニューラルコンピューティングエンジンを搭載した、世界初のSoC（システムオンチップ）です。Myriad Xは、わずかな電力消費で非常に高速にディープニューラルネットワークを実行するように特別に設計されており、エッジでのリアルタイム分析と意思決定を可能にします。