Spojrzenie na NVIDIA Jetson TX1

Przeglądałem nowe NVIDIA Jetson TX1 Developer Kit na kilka dni i chociaż nie jest bezpośrednio związany z Androidem, jest zbyt fajny, żeby o nim nie mówić.

To jest przyszłość technologii we własnym małym opakowaniu. Maszyny już widzą, słyszą i uczą się. Potrafią prowadzić samochód. Potrafią zbudować samochód. Napełniają naboje z atramentem, testują prezerwatywy i zbierają pomarańcze — a wszystko to bez bezpośredniej interwencji człowieka. Ale rzeczy stają się Naprawdę interesujące, gdy łączysz ich grupę i pomagasz im uczyć się siebie i siebie nawzajem.

Prawdopodobnie słyszałeś termin „sieć neuronowa” i być może nawet wiesz, co to jest i jak działa. Dostajesz kilka potężnych komputerów połączonych w sieć i pozwalasz im analizować to, co widzą, słyszą lub zbierają z dowolnego innego źródła danych wejściowych. Razem uczą się i udostępniają dane, dzięki czemu mogą na przykład czytać pismo odręczne, wykrywać raka, grać w szachy lub handlować akcjami na giełdzie. Kognitywistyka nie jest czymś nowym, ale w ciągu ostatnich kilku lat zyskała na popularności.

Produkty takie jak NVIDIA Jetson TX1 będą miały duży wpływ na to, dokąd zmierzamy i jak szybko tam dotrzemy.

Co to jest Jetson TX1?

Jetson TX1 to wbudowany moduł „superkomputera”. Został zaprojektowany, aby zapewnić całą moc obliczeniową potrzebną do obsługi sprzętu, maszyn i rzeczy, które nie zostały jeszcze wynalezione i zaprezentowane jako mały (sam moduł TX1 jest wielkości karty kredytowej) pakiet, który zmieści się w miejscach, w których nie zmieści się konwencjonalna maszyna o dużych rozmiarach. Ze względu na postęp w oprogramowaniu obliczenia GPU przodują w innowacjach w obszarach takich jak automatyzacja, sprzęt medyczny i wizja maszynowa. NVIDIA jest jedną z firm przodujących w dziedzinie obliczeń GPU, zarówno po stronie sprzętu, jak i oprogramowania.

Zestaw deweloperski Jetson TX1 to niedrogi, dostępny na rynku produkt, który umożliwia opracowywanie dokładnie tego sprzętu, który zostanie wdrożony w produkcie końcowym. Moduł TX1 jest mały i może współpracować ze standardowymi kanałami wejścia/wyjścia. Płytka nośna ma wszystkie te standardowe wejścia i wyjścia, oszczędzając wiele godzin pracy i projektowania po stronie inżynierii oprogramowania.

Nam, entuzjastom Androida i technologii, chyba łatwiej jest powiedzieć, czym jest Jetson TX1 nie. Na przykład TX1 nie jest czymś, co można kupić, aby zbudować mini HTPC. Istnieje wiele desek bardziej odpowiednich dla „hobbystów” i projektów hobbystycznych, a kosztują one znacznie mniej. Jeśli chcesz zbudować kontroler LED do nastrojowego oświetlenia kina domowego, kup Raspberry Pi lub jedną z jednopłytowych jednostek PC Snapdragon. Jeśli potrzebujesz poważnej pracy obliczeniowej w środowisku bardziej naukowym lub przemysłowym, powinieneś spojrzeć na Jetson TX1.

Oczywiście TX1 prawdopodobnie byłby zabójczym HTPC, kiedy wszystko jest już powiedziane i zrobione. Ale ty nie potrzebować mocy obliczeniowej pokoju do odtwarzania filmów na telewizorze i nie musisz wydawać 600 USD na tablicę, aby zacząć z nią korzystać.

Technologia sprzętowa

Sercem TX1 jest 256-rdzeniowy (tak, 256) procesor NVIDIA Tegra X1. Jest niezwykle kompaktowy i energooszczędny, zapewniając wydajność TeraFLOP przy 16-bitach dzięki czterordzeniowemu procesorowi ARM Cortex-A57 i pełnoprawnemu procesorowi graficznemu Maxwell. Moduł integruje również 4 GB pamięci RAM LPDDR4, 16 GB pamięci eMMC 5.1, Gigabit Ethernet, 802.11ac Wifi (2x2) i własny PMIC. 400-stykowe złącze zapewnia zarówno szybkie, jak i wolne połączenia wejścia/wyjścia zgodne ze standardami przemysłowymi, a Płyta termotransferowa pozwala na użycie pojedynczego radiatora, aby utrzymać moduł w odpowiedniej temperaturze tolerancje.

W zestawie deweloperskim znajduje się również płytka nośna TX1. Korzystając z 400-pinowego połączenia płytka-płytka, Jeston TX1 zapewnia kompletną i elastyczną platformę programistyczną, wykorzystującą standardowe złącza branżowe. Podłącz Jeston TX1 do płyty nośnej, dodaj radiator (zestaw, który otrzymaliśmy był wstępnie zmontowany) i masz pełny komputer programistyczny, gotowy do każdego punktu badawczo-rozwojowego lub biurka inżyniera.

Oto zestawienie wejść/wyjść dostarczanych przez kompletny zestaw deweloperski Jeston TX1:

• Połączenie z modułem Jetson TX1 przez 400-stykowe (8x50) złącze typu płytka-płytka
• Przechowywanie: Pełnowymiarowe gniazdo kart SD, złącze SATA (zasilanie i TX/RX)
• USB 3.0 typu A + USB 2.0 Micro AB
• Łączność: Gigabit Ethernet (złącze RJ45 z diodami LED), 802.11 ac Wifi, Bluetooth 4.1
• Standardowe złącze PCIe x4
• Display Expansion Header — DSI (2x4 tory), eDP x4 tory, podświetlenie z PWM/sterowaniem
• Pełnowymiarowe złącze HDMI 2.0 typu A
• Nagłówek rozszerzenia kamery: CSI: 6, x2 / 3 x4, Cameral CLK, I2C & Control, I2S, UART, SPI
• Złącze M.2 Key E: PCIE x1 Lane, SDIO, USB2.0 / I2S, UART, I2C / Modem i sterowanie Wi-Fi
• Nagłówek rozszerzeń: I2C, SPI, UART, I2S, D-MIC, zegar audio i sterowanie
• Wejście dotykowe: SPI/I2C (nagłówek wyświetlacza)
• Przyciski zasilania, resetowania i wymuszania odzyskiwania
• Diody LED zasilania i SOC Enale
• Złącze JTAG (standardowe złącze 20-pinowe)
• Złącze debugowania (płytka 60-stykowa)
• Złącza szeregowe zasilania, resetowania i przywracania
• Sygnały JTAG, UART1, I2C i portu szeregowego na nagłówku 1x6
• Zasilanie: gniazdo prądu stałego: 6 V-19 V
• Główne zasilanie 3,3 V/5 V: 2xTPS53015
• Główne zasilanie 1,8 V: APW8805
• Materiały eksploatacyjne USB VBUS: RT9715 i APL3511
• 12 V dla PCIe i SATA: LM3481
• Nagłówek kontroli ładowania: 10-pinowe gniazdo Flex

Tak, musiałem sam sprawdzić połowę z nich, więc nie czuj się źle, jeśli dla ciebie wszystko jest greckie. Chodzi o to, że zestaw deweloperski Jetson TX1 jest skonfigurowany do podłączenia i zasilania niemal każdego czujnika, komponentu lub urządzenia peryferyjnego, które możesz kupić lub opracować samodzielnie.

Technologia oprogramowania

Oprogramowanie potrzebne do opracowania na Jeston TX1 jest zarówno rozbudowane, jak i proste w konfiguracji. Jetson Jetpack to kompletny pakiet składający się z Ubuntu 14.04 (w tym niezbędnych narzędzi programistycznych i kompilacyjnych), wymaganego oprogramowania pośredniego i próbek kodu. Pakiet jest dostosowany do płyt Jetson (zarówno ubiegłorocznego Jetsona TK1, jak i mocniejszego TX1) zbudowanych z narzędzi znanych programistom zajmującym się obliczeniami GPU i komponentów open source. Dołączone interfejsy API i różne zestawy narzędzi:

• OpenGL 4.4: wieloplatformowy, wielojęzyczny interfejs API do renderowania grafiki 2D i 3D
• CUDA 7.0: Środowisko programistyczne dla programistów C i C++ tworzących aplikacje z akceleracją GPU.
• cuDNN 4.0: Biblioteki głębokiej sieci neuronowej CUDA, zapewniające wysoce zoptymalizowane procedury projektowania i uczenia sieci neuronowych.
• OpenCV 3.0: (Open Source Computer Vision) Biblioteka funkcji używanych do widzenia komputerowego w czasie rzeczywistym.
• OpenVX 1.0: bezpłatny standard wieloplatformowej akceleracji GPU aplikacji komputerowych.
• VisionWorks 1.0: Zestaw narzędzi opracowany przez firmę NVIDIA, który zapewnia algorytmy zoptymalizowane pod kątem procesorów graficznych i układów SoC obsługujących technologię CUDA.
• ROS: (Robot Operating System) Zestaw ram i oprogramowania pośredniego przeznaczonego do tworzenia oprogramowania dla robotów.

Ponadto dostarczany jest kompletny zestaw narzędzi do projektowania i tworzenia aplikacji, które mają na celu ułatwienie użytkowania podczas programowania z Tegra X1 i Jeston TX1. Pełne środowisko IDE jest dostarczane przy użyciu Eclipse, wyspecjalizowanych debugerów graficznych obsługujących OpenGL na różnych platformach oraz NVIDIA PerfKit do debugowania i profilowania aplikacji OpenGL i D3D.

Instalacja oprogramowania jest przeznaczona dla użytkowników zaznajomionych z Linuksem i narzędziami programistycznymi, dla których powstał ten zestaw. Proces jest bardzo prosty, a Twój Jetson TX1 uruchomi się do stanu używalności po wyjęciu z pudełka. Dostaliśmy potrzebne narzędzia i aktualizacje na karcie SD, ale użytkownicy końcowi będą mieli pełny dostęp do narzędzi programistycznych NVIDIA przez Internet.

Oczekuje się, że zrozumiesz, jak zmieniać uprawnienia, poruszać się po wierszu poleceń i aktualizować system operacyjny za pośrednictwem połączenia USB z komputerem hosta z systemem Ubuntu 14.04.

Pakiet Jetson Jetpack upraszcza instalację narzędzi programistycznych. Graficzny menedżer komponentów (bardzo podobny do menedżera Android SDK) umożliwia instalowanie, aktualizowanie i zarządzanie narzędziami, przykładami i różnymi komponentami programistycznymi w jednym oknie.

Inne próbki i wersje demonstracyjne są instalowane za pośrednictwem natywnego menedżera pakietów Ubuntu, przy użyciu repozytorium NVIDIA CUDA.

Dostępny jest pełny zestaw narzędzi do testów porównawczych, próbek kodu i aplikacji demonstracyjnych, a odpowiedzi na wszelkie pytania można uzyskać pod adresem Witryna pomocy technicznej firmy NVIDIA dotyczącej przetwarzania wbudowanego. NVIDIA poważnie podchodzi do swoich produktów Jetson i jest w tym na dłuższą metę. Znajdziesz tu szerokie wsparcie, zarówno ze strony użytkowników, jak i korporacji NVIDIA.

Jak to do siebie pasuje

Tworzenie sprzętu i oprogramowania jest trudne. To też bardzo stresujące. I to jest bardzo satysfakcjonujące. Potrzebujesz odpowiednich narzędzi, aby rozpocząć pracę, oraz zespołu wsparcia o silnych ramionach, aby zakończyć pracę. W tym miejscu do gry wchodzą NVIDIA i Jetson TX1.

Zestaw deweloperski TX1 to kompletne, gotowe rozwiązanie na początek. Sprzęt jest więcej niż zdolny do zamierzonego użytku, dość prosty w konfiguracji i stosunkowo niedrogi. Wsparcie oprogramowania jest doskonałe, a NVIDIA jest żywotnie zainteresowana platformą jako całością, jak również sukcesem swoich partnerów.

Co najważniejsze, moduł TX1 został zaprojektowany specjalnie dla aplikacji wbudowanych, które wymagają intensywnych obliczeń. Korzystając z bibliotek i narzędzi CUDA firmy NVIDIA, można uzyskać wyniki podobne do wysokiej klasy procesorów do komputerów stacjonarnych, przy mniej więcej jednej dziesiątej zapotrzebowania na energię. Wszystko z komputera wielkości Twojej karty Visa.

Widzicie przyszłość technologii, która zintegruje się z naszym życiem tutaj. „Inteligentne” maszyny, które myślą razem w sieci neuronowej, zwłaszcza nienadzorowane urządzenia uczące się, potrzebują tak zwanej zdolności do wykonywania coraz bardziej złożonej analizy danych wejściowych. Potrzebujesz potężnych komputerów, które są bardzo energooszczędne, aby zwiększyć pojemność. Jetson TX1 to potężny, energooszczędny komputer.

Zestaw deweloperski Jetson TX1 jest dziś dostępny w cenie 599 USD. Sprzedaż edukacyjna kosztuje tylko 299 USD. Możesz kupić od Amazon, Newegg, Micro Center lub bezpośrednio od NVIDII.