什麼是邊緣 AI 電腦？它如何為邊緣運算部署帶來助益？

 

前言

隨著生成式AI、大型語言模型(LLM)和AI助手持續顛覆各行各業，邊緣高效能運算的需求變得前所未有的關鍵。AI能力的激增為Copilot AI PC等創新解決方案鋪平了道路，提升了各個領域的生產力和效率。在這場技術演進中，邊緣AI處於領先地位，這是一個關鍵的典範轉移，旨在將必要的運算能力從雲端轉移到離資料生成更近的地方，以實現即時處理和新的商業洞察。

邊緣AI PC是專為推論和訓練等任務設計的專業運算設備，整合了強大的處理器、GPU、NPU和其他加速器，直接在資料源處理複雜的資料處理和機器學習工作負載。這種本地化運算能力對於工業自動化、安全和監控等應用至關重要，這些領域對高效能運算、能源效率和強固安全措施的需求非常高。 

此外，營運技術(OT)與邊緣AI的整合帶來了新的安全挑戰。傳統上在製造工廠等環境中是獨立運作的OT，現在需要加強安全協定以保護資料，同時又不損害資料洩漏或違規。隨著AI繼續與OT結合，確保邊緣部署的安全成為這些環境中維護營運完整性的關鍵。 

邊緣AI PC在應對這些挑戰方面發揮關鍵作用，確保為AI驅動的決策提供可靠和安全的運算能力，即使在最嚴苛的工業環境中也是如此。 

2. AI PC的關鍵零組件 

半導體在邊緣AI PC中的作用 

半導體是邊緣AI PC的骨幹，驅動了邊緣AI任務所需的高效能和效率。領先的半導體供應商為邊緣設備上的高效AI設計了專用硬體。它們包含一系列關鍵組件，包括CPU、GPU、NPU、AI加速器以及記憶體和儲存解決方案，每個都在實現先進AI功能方面發揮獨特作用，這些功能能夠在設備本地進行即時處理，而無需依賴雲端資源。 

• Intel和AMD (CPU) 增強了x86半導體，以實現高效能處理，同時保持低熱設計功耗 (TDP)。 
• NVIDIA (GPU) 以GPU和ARM架構引領AI加速，實現平行運算。 
• Hailo (TPU/NPU) 提供低功耗、小尺寸的TPU (AI加速器)。

什麼是中央處理器 (CPU) 

CPU是任何運算系統的大腦，在AI PC中，它作為處理和管理複雜任務的中心樞紐。

高效能處理器，例如Intel的第14代酷睿™處理器，專為處理高強度的計算工作負載而設計。這些CPU在速度、效率和多工處理能力方面提供了顯著的改進，使其非常適合需要強大資料處理和快速決策的AI應用。

在堅固的邊緣AI應用中，選擇ARM和x86 CPU架構是所有其他環節的基礎。X86架構優先考慮原始運算能力以實現多功能性，而ARM架構則強調電源效率和低熱量產生，兩者都在塑造堅固邊緣運算的未來。 

什麼是圖形處理器 (GPU) 

GPU對於AI任務至關重要，因為它們能夠執行平行處理，這對於處理大型資料集和複雜演算法至關重要。在AI PC中，NVIDIA的RTX系列或A100 Tensor Core GPU等GPU加速了機器學習模型的訓練和推論，顯著縮短了這些過程所需的時間。這些GPU在圖像識別、自然語言處理和複雜模擬等任務中尤其有效。 

什麼是神經處理器 (NPU) 

NPU是專門用於加速AI PC中神經網路操作和AI任務的處理器，或較大型單晶片系統（SoC）上的處理單元。與通用CPU和GPU不同，例如高通的Snapdragon X Elite等NPU，針對資料驅動的平行運算進行了優化，使其在處理大量多媒體資料（如影片和圖像）以及處理神經網路資料方面具有高效能。 

Intel 全新的 Meteor Lake-U 處理器採用了該公司首款專為 AI 工作負載設計的 NPU，與 Intel 最新發表的 Copilot AI PC 一同推動了 AI PC 趨勢。憑藉 NPU，Intel 將 AI 處理帶到邊緣，以低功耗的小尺寸實現即時資料處理。 

什麼是 張量處理單元 (TPU) 

TPU (張量處理單元)，例如 Hailo AI 加速器，在提升 AI PC 效能方面扮演著關鍵角色。這些特殊處理器旨在處理深度學習和 AI 推論所需的嚴苛運算任務，尤其是在邊緣應用方面。Hailo AI 加速器提供高平行度和能源效率，具備高達 26 TOPS 的效能，使其非常適合在空間和功率受限的環境中進行即時決策，例如工業自動化和邊緣裝置。 

記憶體與儲存

快速可靠的記憶體和儲存解決方案對於 AI PC 的效能至關重要。高速記憶體 (如 DDR5) 確保資料的快速存取，減少延遲並提升整體系統反應速度。同樣地，先進的儲存解決方案 (例如 NVMe) 可提供快速的讀寫速度，這對於處理 AI 應用程式產生的大量資料至關重要。這些元件確保 AI PC 能夠有效率地管理和處理資料，以支援邊緣 AI 部署的嚴苛要求。 

3. 邊緣 AI PC 如何為工業和邊緣運算部署而設計？ 

什麼是邊緣運算？ 

邊緣運算指的是將資料處理更靠近資料生成來源，而不是完全依賴集中式雲端資料中心。這種方法降低了延遲、提高了處理速度，並增強了 AI 推論所需的即時決策能力，使其對於需要即時回應的應用程式特別有價值，例如工業自動化和自主系統。 

塑造邊緣運算的關鍵催化劑

在工業環境中運用 AI 和機器學習

AI 和邊緣運算之間的協同作用正在重塑各行各業，並為從智慧城市到自動駕駛汽車的新興應用場景鋪平道路。 機器學習 (ML) 和深度學習等 AI 技術的採用，促進了從傳統的確定性、基於規則的系統，轉變為概率性、以目標為導向的自動化。使用基於硬體的解決方案加強安全性

隨著基於硬體的解決方案變得越來越互聯和數位化，確保硬體網路的網路安全至關重要。 工業電腦正在實施強大的網路安全措施，例如 TPM 2.0，以抵禦惡意軟體、勒索軟體和未經授權的存取等網路威脅。 5G 基礎設施的興起

基於硬體的解決方案整合 5G 技術，以實現即時資料遠端資訊處理和物聯網設備之間的可靠通訊，從而簡化資料傳輸效率。 隨著處理能力越來越接近資料生成，工業 5G 就緒邊緣 AI 電腦為機器智慧和簡化自動化開闢了新的能力。工業 5G 的三大好處是引入了 eMMB、uRLLC 和 mMTC 等一站式技術，以滿足 TSN（時間敏感網路）對更低延遲和更好機器對機器通訊的要求。

IT/OT 融合的興起

數位轉型和工業 4.0 技術的興起正在彌合運算、網路和資料管理 (IT) 與即時監控感測器和感知系統 (OT) 之間的鴻溝。 它消除了從一個系統到另一個系統傳輸資料的繁瑣、不必要，甚至有時不準確的工作量。這種融合使得每個系統能夠相互操作，以進行即時資料分析和可行的洞察。邊緣 AI 電腦在 IT/OT 融合中扮演著關鍵角色，因為它們是通過整合各種輸入和輸出進行資料處理、採集和遠端資訊處理，從而實現每個系統之間低延遲通訊的驅動力。

邊緣運算的一些關鍵技術是什麼？

低功耗散熱設計功率（TDP）與節能半導體處理器技術

邊緣 AI 電腦利用低功耗散熱設計功率 (TDP) 處理器，以確保能源效率和最小的熱產生。這些處理器，例如英特爾第 14 代酷睿™ 系列中的處理器，在不過度消耗電力的情況下提供高性能，使其成為對功耗效率至關重要的邊緣環境的理想選擇。多種輸入/輸出用於物聯網感測器連接

邊緣 AI PC 配備了廣泛的輸入/輸出 (I/O) 埠，可連接各種物聯網感測器和裝置。這種靈活性可實現與不同感測器和致動器的無縫整合，有助於在邊緣進行全面的資料收集和處理。 

堅固化功能帶來極致可靠性和耐用性

工業邊緣部署通常發生在嚴苛的環境中，標準 PC 可能無法承受。邊緣 AI PC 採用堅固化功能設計，包括增強型外殼、抗震防振以及寬廣的溫度範圍支援，確保在極端條件下可靠運行。 

用於資料遙測的無線連線能力

強大的無線連線選項，例如 Wi-Fi、藍牙和 4G/5G，對於邊緣 AI PC 實現即時資料遙測至關重要。這些功能確保了裝置之間持續的資料流動和通訊，即使在遠端或行動部署中也是如此。 

基於硬體的安全性與資料加密

確保資料安全性在邊緣運算部署中至關重要。邊緣 AI PC 整合了基於硬體的安全功能，包括可信任平台模組 (TPM) 2.0 和安全開機程序，以及先進的資料加密技術。這些措施可保護敏感資料免受未經授權的存取和網路威脅，從而維護在邊緣處理的資訊的完整性和機密性。 

4. Premio 的堅固型 AI PC 解決方案 

Premio 擁有堅固且全面的邊緣 AI 產品組合，其特色包括工業電腦、堅固型電腦、工業物聯網閘道器、堅固無風扇邊緣 AI 電腦與獨立顯示卡、AI 加速器和 NVIDIA Jetson 解決方案，將強固的硬體與尖端技術相結合，確保在嚴苛和要求嚴格的條件下實現最佳效能。 

x86 Intel AI 邊緣 PC

1. x86 CPU + GPU

Premio 提供各種工業用GPU電腦，從超堅固工業電腦RCO-6000系列到半堅固BCO-6000-RPL、VCO-6000-RPL和KCO-2000/3000系列。Premio還支援從入門級NVIDA T1000到高效能NVIDIA RTX 4000 SFF等各種GPU。 

這些GPU如何符合堅固型嵌入式系統的需求？

• NVIDIA RTX A2000 

NVIDIA RTX A2000 採用緊湊的外形設計和 70W TDP，適合空間受限的環境。RTX A2000 具有 8 TFLOPS 的單精度性能，對於影像辨識和照片編輯等應用程式很有幫助。

• NVIDIA T1000 

NVIDIA T1000 提供 2.5 TFLOPS 的單精度性能，是一款注重電源效率的薄型 GPU。它只有 50W TDP，對於在惡劣環境中電源資源有限的主流嵌入式應用具有價值。

• NVIDIA RTX A4000 

NVIDIA RTX A4000 是一款高階 GPU（19.2 TFLOPS），在堅固應用方面兼顧了性能和電源效率。憑藉 140W TDP，它具有光線追蹤和張量核心等功能，可處理進階圖形和 AI 處理任務。

• NVIDIA RTX 4000 SFF 

NVIDIA RTX 4000 SFF 是一款高階小型 GPU（19.2 TFLOPS），專為空間受限的嵌入式系統而設計。憑藉 70W TDP，它具有進階圖形和 AI 功能，適用於監控或影像分析等應用程式。

• NVIDIA RTX 4070 

NVIDIA RTX 4070 是一款高效能 GPU，功耗為 200W，單精度性能為 29 TFLOPS，為需要高圖形或運算工作負載（例如 AI 和機器學習）的堅固應用提供高效能。

工業GPU電腦

2. X86 CPU + TPU 

Premio 是 Hailo 硬體合作夥伴生態系統的一部分，為各種邊緣電腦帶來了先進的深度學習功能，並具備特定領域的性能加速。在 Premio，我們支援 Hailo-8TM M.2 AI 加速器。憑藉 M.2 小型化規格，Hailo-8 AI 加速器能夠提供高達 26 TOPS 的 AI 性能，且 TDP 功耗低至 2.5W。

Premio 與 Hailo-8 M.2 AI 加速器的相容性

3. NVIDIA Jetson 解決方案

Premio 是 NVIDIA 合作夥伴網絡的成員，屬於 Jetson™ 生態系統下的嵌入式運算能力。NVIDIA Jetson 平台採用基於 ARM 的系統級模組（SOM）設計，具有高性能 CPU、強大的 GPU（用於 AI 功能）和記憶體於同一模組上，支援廣泛的應用。Premio 的 JCO 系列堅固型 AI 邊緣 PC 支援 NVIDIA Jetson Orin 模組，在工廠自動化、醫學影像和診斷、公共安全和保全、智慧交通和倉庫物流等關鍵行業中，為 AI 驅動機器人提供廣泛的 AI 性能，滿足各種關鍵任務部署需求。 

Premio 邊緣 AI 解決方案性能圖表 

5. 實際應用 

安全與監控 

Premio 的 AI PC 通過即時分析和增強保護，顯著提升了安全系統。一家頂級安全解決方案供應商在其安全應用中採用了堅固的 NVIDIA Jetson 邊緣 AI 電腦。Premio 的 JCO-3000-ORN-A 採用 NVIDIA Jetson Orin NX/Nano 模組設計，提供即時視訊分析功能，可實現主動威脅偵測和回應。透過利用 USB3 和 LAN 等平衡的 I/O，安全系統可以連接高速攝影機並偵測可疑活動，從而增強整體態勢感知能力。搭載 OOB（Out-of-Band）遠端管理模組，可實現 24/7 無憂的遠端監控和管理。>> 閱讀案例研究

工業自動化

在工業自動化中，Premio 的 RCO-6000-CML 系列工業 GPU 電腦通過 AI 邊緣推理增強了在線瓶檢測系統。這些堅固的 AI PC 透過先進的處理器、強大的 GPU 和廣泛的 I/O 功能，即時檢測缺陷，執行即時品質控制。自動化檢測減少了手動工作，提高了產量並確保了更高的準確性。RCO-6000-CML 的無風扇設計和高速連接使其在惡劣環境中也能提供可靠的性能和高效的數據處理，從而提高了操作效率和生產力。  

智慧城市與交通

在智慧城市和交通應用中，Premio 的 RCO-6000-CML 堅固型 AI 邊緣推理電腦憑藉其先進的 NVR 平台和 EDGEBoost I/O 及 EDGEBoost 節點功能，實現了資料儲存的最大化，從而提升了交通系統的性能。這些堅固型 AI 推理 PC 支援即時車牌辨識，優化了中程自動駕駛送貨卡車，並提高了交通管理的操作效率。 

災害管理 

Premio 的 RCO-3000-KBL-U 系列是一款堅固耐用的物聯網閘道器，可以部署在 NEMA 外殼內不穩定的室外環境中。憑藉高速連線性，RCO-3000-KBL-U 可將 UHD 攝影機連接到雲端，用於火災偵測系統，確保快速、準確的資料處理和傳輸。其堅固的設計支援在惡劣環境下運行，縮短了回應時間並最大限度地減少潛在損害。該解決方案突顯了 Premio 在透過強大的邊緣運算技術推進災害管理方面的作用。 >> 閱讀案例研究

機器人技術 

Premio 的 KCO-3000 系列是一款半堅固耐用的工業電腦，可選配 GPU 支援。在此使用案例中，它配備了 mATX Coffee Lake 處理器主機板和 NVIDIA A4000 GPU，為機器人炸爐烹飪公司提供了強大的硬體解決方案。這次合作讓機器人公司能夠簡化後台營運，提升食品品質，擴大生產規模，同時減少對人力的依賴並提高工作場所安全。KCO-3000-CFL 的堅固設計和工業級性能使機器人系統能夠高效處理嚴苛的廚房環境。 

6. 堅固耐用，隨時可用 - Premio 邊緣 AI 電腦的工業級設計

Premio 堅固耐用的邊緣 AI PC 產品組合獨具特色，因其堅固耐用性和可靠性、可擴展性和靈活性，以及安全和安規認證而著稱。 

堅固設計  

Premio 的邊緣 AI 電腦採用工業級設計，可承受最惡劣的環境。這些系統由鋁和重型金屬等耐用材料製成，旨在承受嚴苛的條件。其抗震性符合 IEC60068-2-27:2008 標準，可承受 11 毫秒內高達 50G 半正弦衝擊，並符合嚴格的 MIL-STD-810G 方法 516.7 程序 I 的衝擊和包裝跌落測試。在抗振動性方面，它們符合 IEC60068-2-64:2008 標準，在 5 至 500 Hz 的頻率範圍內，每軸可承受 5 Grms 0.5 小時，並符合 MIL-STD-810G 方法 514.7 程序 I。 

這些堅固耐用的運算系統還具有廣泛的溫度範圍，能夠在極冷到極熱的環境中運行。它們採用高性能 x86 處理器，例如第 12/13 代 Intel Core 處理器，其 P/E 核心混合設計 TDP 為 35W，功耗低。這些處理器針對能源效率進行了優化。對於邊緣閘道和物聯網應用，這些系統採用 Intel 最新的 Atom x6425E 或 Intel N97 處理器，最大 TDP 為 12W，可實現節能的多核心處理。NVIDIA Jetson Orin 堅固耐用系統 (JCO 系列) 也展現了功耗的靈活性，根據特定的模組，從 7W 到 60W 不等，包括 Jetson AGX Orin、Jetson Orin NX 和 Jetson Orin Nano。 

此外，Premio 的 Edge AI PC 透過無風扇冷卻設計實現熱管理，其中包含銅製熱管、導熱膏、散熱器和帶有堅固機械和合規工程的擠壓鋁製外殼，以確保可靠性。此設計確保了高效的散熱並在不依賴風扇的情況下保持最佳性能，從而提高了在惡劣環境挑戰中的可靠性和耐用性。 

可擴展性和靈活性

Premio 提供多種性能等級和配置，以滿足不同的應用需求。Premio 的 EDGEBoost 節點和 EDGEBoost I/O 技術允許根據特定的部署要求進行定制。這種靈活性對於適應不同的工業和邊緣運算場景或工作負載至關重要。 

EDGEBoost I/O 提供最新的變革性技術，為 Premio 工業運算解決方案提供最大的靈活性和兼容性。系統整合商和 OEM 可以直接為其應用工作負載配置其工業電腦，實現隨插即用。 

EDGEBoost 節點為邊緣加速運算性能提供工業級模組化方法。當與 Premio 的旗艦 RCO-6000 系列工業電腦搭配使用時，EDGEBoost 節點可實現強大的 GPU 即時處理和高速 NVMe 儲存性能，專為資源密集型機器學習和堅固的邊緣 AI 工作負載而設計。 

可靠性和安全認證  

Premio 對品質的承諾體現在其對 CE、FCC 和 UL 等世界級認證的遵守，以及車載部署的 EN50155、E-Mark 等專業認證。這些認證與嚴格的 ISO 認證品質保證流程相結合，確保我們的 Edge AI PC 為工業應用和部署提供強大而可靠的性能。UL-Listed 

例如，Premio 的 Edge AI PC 產品組合已根據 UL 62368-1 安全標準獲得 UL 認證。此特定標準與 IEC（國際電工委員會）標準一致，並針對北美市場。 

總結

隨著生成式 AI 的普及、GPU 需求的不斷增長以及 NPU 的興起，對邊緣 AI PC 的需求正在迅速擴大。Premio 以強大的 Edge AI 產品組合滿足了這一需求，提供從 26 TOPS 到 29 TFLOPS 的 AI 性能。我們的解決方案包括 x86 CPU+GPU、x86 CPU+TPU 和基於 ARM 的 NVIDIA Jetson 系統，可滿足廣泛的 AI 運算需求。無論是透過 Hailo-8 實現的低規模工業物聯網應用，還是使用 GPU 進行的高性能 AI 訓練，Premio 的邊緣 AI PC 都能讓客戶在安全監控、災難管理和機器人等關鍵任務部署中脫穎而出。 

Premio 在提供堅固耐用的工業級 AI PC 方面的專業知識確保企業能夠利用這些尖端技術，即使在最具挑戰性的環境中也能優化性能、效率和可靠性。了解 Premio 堅固耐用的 Edge AI PC 如何幫助您的企業保持領先地位。>> 探索我們的產品