【導(dǎo)讀】AI 規(guī)模化落地拐點(diǎn)將至，從 AI 數(shù)據(jù)中心到邊緣 AI，德州儀器 (TI) 圍繞 AI 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，構(gòu)建云邊協(xié)同能力，以從電網(wǎng)到柵極的 800V DC 供電架構(gòu)、數(shù)據(jù)中心液冷、光模塊到TinyEngine? NPU 等端到端的解決方案，打造 AI 算力全鏈路支撐。
關(guān)鍵詞：德州儀器 (TI)；AI 規(guī)模化落地；云邊協(xié)同；AI 基礎(chǔ)設(shè)施；AI 數(shù)據(jù)中心；邊緣 AI；800V DC 供電架構(gòu)；從電網(wǎng)到柵極；數(shù)據(jù)中心液冷；光模塊；TinyEngine NPU
AI 規(guī)模化落地拐點(diǎn)將至，產(chǎn)業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)正在發(fā)生變化。行業(yè)開始面臨新的課題：如何支撐 AI 高效、可靠地運(yùn)行？
近日，德州儀器 (TI) 系統(tǒng)與市場(chǎng)部門總經(jīng)理曾繁宸接受媒體專訪，圍繞云邊協(xié)同，AI 數(shù)據(jù)中心與邊緣 AI 分享觀點(diǎn)。
TI 系統(tǒng)與市場(chǎng)部門總經(jīng)理 曾繁宸
AI 規(guī)模化落地：如何搭建完善的 AI 基礎(chǔ)設(shè)施？
TI 通過聚焦芯片能力，搭建完善的 AI 基礎(chǔ)設(shè)施，助力 AI 規(guī)模化落地：依托豐富產(chǎn)品線，可覆蓋從電網(wǎng)、儲(chǔ)能、AI 數(shù)據(jù)中心到邊緣算力終端的全鏈路能源轉(zhuǎn)換與信號(hào)處理需求。 談及 AI 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，曾繁宸借用了業(yè)內(nèi)常提及的“五層蛋糕”模型：自上而下依次為應(yīng)用層、模型與算力層、基礎(chǔ)設(shè)施層、芯片層以及能源層。而 TI 長期深耕芯片層，通過廣泛且高度集成的模擬與數(shù)字芯片組合，向上支撐第三層 AI 數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的搭建，向下與能源層高效對(duì)接。
至于規(guī)模化落地的拐點(diǎn)，并非依賴單一變量，而是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈不斷成熟的結(jié)果。“很多人都希望找到一個(gè)能夠定義 AI 產(chǎn)業(yè)‘拐點(diǎn)’的標(biāo)答，認(rèn)為會(huì)由某項(xiàng)技術(shù)突破或爆發(fā)性事件觸發(fā)。其實(shí)這更多是依靠整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的成熟：底層的物理與工程因素會(huì)共同推動(dòng)這個(gè)拐點(diǎn)的到來。”這一拐點(diǎn)至少需要具備三個(gè)條件：“應(yīng)用場(chǎng)景邊界清晰、底層芯片性能供給充足、配套工具鏈能夠大幅降低開發(fā)門檻，規(guī)模化普及的拐點(diǎn)就會(huì)到來。”
云邊協(xié)同：云、邊算力的分工由什么決定？
隨著 AI 應(yīng)用進(jìn)入規(guī)模化部署，云端與邊緣側(cè)的算力分工成為產(chǎn)業(yè)關(guān)注。TI 構(gòu)建了覆蓋寬算力區(qū)間的嵌入式處理器矩陣：從幾十 GOPS 的通用微控制器 (MCU)，到算力可達(dá) 1200 TOPS 的高性能處理器。客戶無需更換底層平臺(tái)，即可按場(chǎng)景選擇算力檔位，自主定義云、邊算力分工邊界。
云邊的分工與協(xié)同，最終決定因素仍是場(chǎng)景需求。比如，將實(shí)時(shí)性與數(shù)據(jù)安全敏感的任務(wù)留在邊緣，如機(jī)械臂避障檢測(cè)、可穿戴體征監(jiān)測(cè)；需要全局視野與海量算力的任務(wù)上云，如跨廠區(qū)產(chǎn)線調(diào)度。未來更多應(yīng)用將是兩者結(jié)合——設(shè)備端實(shí)時(shí)控制在邊緣完成，全廠區(qū)的數(shù)據(jù)優(yōu)化與模型迭代交由云端。
800V DC 供電架構(gòu)：如何加速 AI 數(shù)據(jù)中心供電架構(gòu)升級(jí)？
隨著 AI 工作負(fù)載的激增，數(shù)據(jù)中心的電力需求達(dá)到空前水平，傳統(tǒng)配電架構(gòu)正接近其極限。TI 的 800V DC 供電架構(gòu)通過在整個(gè)電力路徑上最大限度地提高轉(zhuǎn)換效率和功率密度，簡化配電架構(gòu)，使 AI 數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)更高可擴(kuò)展性和可靠性。
這套面向從電網(wǎng)到柵極的完整 800V DC 供電架構(gòu)，覆蓋從交流電網(wǎng)直至 GPU 核心供電軌的整條路徑，從 固態(tài)變壓器 (SST)、AC/DC 前端、服務(wù)器電源單元 (PSU)，到 800V 高壓直流變換、低壓側(cè) DC/DC 與負(fù)載點(diǎn)電源、多相驅(qū)動(dòng)芯片，當(dāng)前幾乎所有主流 AI 服務(wù)器電源拓?fù)洌琓I 均有成熟標(biāo)準(zhǔn)化器件支撐。
TI 從電網(wǎng)到柵極的 800V DC 供電架構(gòu)，在整個(gè)數(shù)據(jù)中心電源路徑上提升轉(zhuǎn)換效率與功率密度
數(shù)據(jù)中心液冷：多維度傳感方案+邊緣 AI如何筑起防線？
數(shù)據(jù)中心面臨的新挑戰(zhàn)已不僅僅是散熱效率，更在于如何保證長期可靠運(yùn)行。在國家雙碳政策引導(dǎo)與數(shù)據(jù)中心 PUE 嚴(yán)苛指標(biāo)的雙重驅(qū)動(dòng)下，液冷與冷配單元 (CDU) 迎來爆發(fā)式增長。TI 針對(duì)液冷漏液防護(hù)打造多技術(shù)路線傳感矩陣，搭配成熟邊緣計(jì)算硬件，能夠系統(tǒng)性解決行業(yè)痛點(diǎn)。
TI 從信號(hào)鏈與熱管理架構(gòu)出發(fā)，筑起多維度的硬件防線。 漏液檢測(cè)是液冷系統(tǒng)最關(guān)鍵的可靠性防護(hù)環(huán)節(jié)。TI 提供多技術(shù)路線互補(bǔ)的完整檢測(cè)方案：基礎(chǔ)層通過電阻式漏液檢測(cè)搭配高精度低延時(shí)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定基礎(chǔ)滲漏監(jiān)測(cè)；還可疊加溫濕度傳感器形成二級(jí)防護(hù)，增強(qiáng)異常工況的感知能力；針對(duì)管路流量、壓力監(jiān)測(cè)需求，TI 的非侵入式超聲波傳感方案，無需侵入管路即可實(shí)現(xiàn)高精度流量計(jì)量；在更高階應(yīng)用中，支持多傳感器數(shù)據(jù)融合，搭配本地邊緣計(jì)算單元，實(shí)現(xiàn)快速本地故障判斷與響應(yīng)。
除了異常檢測(cè)，持續(xù)采集的數(shù)據(jù)還可用于設(shè)備健康狀態(tài)分析，幫助客戶從被動(dòng)維修走向預(yù)測(cè)性維護(hù)，進(jìn)一步提升液冷系統(tǒng)的長期可靠性。
網(wǎng)絡(luò)與光模塊：如何實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)的同步升級(jí)？
除了供電系統(tǒng)，高速互聯(lián)同樣需要同步升級(jí)。TI 的 MagPack? 封裝與 體聲波 (BAW) 諧振器技術(shù)幫助工程師在極度受限的空間內(nèi)，應(yīng)對(duì)嚴(yán)苛的信號(hào)抖動(dòng)與熱管理挑戰(zhàn)。
針對(duì)光模塊應(yīng)用，TI 的 MagPack 技術(shù)將電感、功率器件與控制器改為上下垂直堆疊封裝，從底層優(yōu)化了系統(tǒng)的電磁干擾 (EMI) 表現(xiàn)。與傳統(tǒng)將電感與控制器并列布局的平面架構(gòu)不同，這項(xiàng)工藝不僅大幅縮減了單板占用面積，更將PCB走線的寄生電感與電容降至極致。
時(shí)鐘側(cè)，搭載 TI 專利 BAW 諧振器技術(shù)，可替代傳統(tǒng)石英晶體器件，為高速光通信信號(hào)提供更高精度時(shí)鐘基準(zhǔn)。該技術(shù)將高 Q 值的體聲波諧振器直接集成到時(shí)鐘芯片內(nèi)部，替代傳統(tǒng)易受機(jī)械振動(dòng)和溫漂干擾的外部石英晶振，為 800G/1.6T 高速光模塊提供了強(qiáng)固的信號(hào)完整性保障，大幅提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
邊緣 AI 時(shí)代，端到端的解決方案如何加速 AI 部署？
未來 AI 的核心發(fā)展在于云邊協(xié)同。具備極致實(shí)時(shí)性、高隱私與硬件局限性的物理世界，仍需要邊緣端本地完成感知與即時(shí)決策。 TI 致力于推動(dòng)邊緣 AI 在各類電子器件中的普及，以端到端的解決方案助力 AI 部署落地。應(yīng)用范圍涵蓋可穿戴健康監(jiān)測(cè)儀和家用斷路器中的實(shí)時(shí)監(jiān)控，乃至人形機(jī)器人中的物理 AI 功能。
同時(shí)，TI 推出的通用與實(shí)時(shí) MCU 集成了 TinyEngine NPU，能夠?yàn)閺暮唵蔚綇?fù)雜的各類系統(tǒng)應(yīng)用帶來更高效的邊緣 AI 功能。相較于未配備加速器的同類微控制器，集成 TinyEngine NPU 的器件在運(yùn)行 AI 模型時(shí)，時(shí)延可降低達(dá) 90 倍，單次推理能耗降低超過 120 倍。
集成 TinyEngine NPU 的 TI 邊緣 AI MCU 助力邊緣 AI 在各種器件中落地
降低開發(fā)門檻，為什么是 AI 規(guī)模化落地的關(guān)鍵？
AI 規(guī)模化落地，不僅取決于芯片能力，也取決于開發(fā)者能否快速將 AI 技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際產(chǎn)品中。TI 提供分層級(jí)開發(fā)模式，實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練模型與本地硬件算力高效適配。
面對(duì)模型量化、硬件適配等挑戰(zhàn)，TI 支持不同的開發(fā)模式以覆蓋不同層次需求：
入門級(jí)：面向無 AI 開發(fā)經(jīng)驗(yàn)客戶，提供一體化完整解決方案，包含端到端基于 GUI 的開發(fā)工具 Edge AI Studio，預(yù)訓(xùn)練行業(yè)模型與統(tǒng)一 CCStudio? 開發(fā)工具鏈；
自主開發(fā)級(jí)：面向具備自研能力、需要靈活調(diào)整方案的客戶，開放開源優(yōu)化工具與命令行 (Command Line) 接口，保留自主開發(fā)自由度；
深度定制級(jí)：面向頭部強(qiáng)自研客戶，開放完整硬件適配接口，充分釋放 NPU 硬件極限推理性能。
“以前對(duì)很多客戶來講，軟件就是軟件，硬件就是硬件。現(xiàn)在如果談到 AI，需要的是系統(tǒng)級(jí)的緊密配合。” 這正是 TI 邊緣 AI 端到端方案的價(jià)值所在：不只是硬件，也不只是軟件，而是以系統(tǒng)級(jí)能力助力客戶加速創(chuàng)新。
關(guān)于德州儀器
德州儀器 (TI) (納斯達(dá)克股票代碼：TXN) 是一家全球性的半導(dǎo)體公司，從事設(shè)計(jì)、制造和銷售模擬和嵌入式處理芯片，用于工業(yè)、汽車、數(shù)據(jù)中心、個(gè)人電子產(chǎn)品和通信設(shè)備等市場(chǎng)。我們致力于通過半導(dǎo)體技術(shù)讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟(jì)實(shí)用，讓世界更美好。如今，每一代創(chuàng)新都建立在上一代創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，使我們的技術(shù)變得更可靠、更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能，從而實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
自1986年建立北京辦事處以來，TI 持續(xù)助力中國市場(chǎng)。我們同諸多市場(chǎng)的客戶開展合作，提供全方位支持，滿足客戶的設(shè)計(jì)需求，助力客戶成功。
