U listopadu 2025. godine, Google je predstavio Coral NPU, sveobuhvatnu, otvorenu platformu koja je osmišljena kako bi se suočila s ključnim izazovima performansi, fragmentacije i privatnosti koji ograničavaju moćne, uvijek aktivne AI sustave na uređajima s niskom potrošnjom energije i nosivim tehnologijama.
Što je Coral NPU?
Coral NPU predstavlja značajan korak naprijed u razvoju umjetne inteligencije koja se može integrirati u naš svakodnevni život. Generativna AI tehnologija je promijenila naše očekivanja od tehnologije, omogućujući nam da koristimo velike modele temeljen na oblaku za stvaranje, razmišljanje i asistenciju na nevjerojatne načine. Međutim, pravi tehnološki napredak ne leži samo u povećanju veličine oblaka, već u ugrađivanju te inteligencije izravno u naš neposredni, osobni okoliš.
Da bi AI bila zaista korisna — proaktivno pomažući nam u svakodnevnim aktivnostima, prevodeći razgovore u stvarnom vremenu ili razumijevajući naš fizički kontekst — mora raditi na uređajima koje nosimo. Ovo predstavlja ključni izazov: integracija ambijentalne AI na uređaje s ograničenom snagom baterije, oslobađajući ih od oblaka kako bi omogućila privatna, cjelodnevna iskustva asistencije.
Ključni izazovi u razvoju AI sustava
Da bismo prešli s oblaka na osobne uređaje, potrebno je riješiti tri ključna problema:
- Razlika u performansama: Složeni, napredni modeli strojnog učenja zahtijevaju više računalne snage, što daleko nadmašuje ograničenja snage, topline i memorije uređaja.
- Fragmentacija: Kompilacija i optimizacija modela strojnog učenja za raznoliku paletu vlasničkih procesora je teška i skupa, što otežava dosljedne performanse na različitim uređajima.
- Povjerenje korisnika: Da bi bila zaista korisna, osobna AI mora prioritizirati privatnost i sigurnost osobnih podataka i konteksta.
Prednosti Coral NPU platforme
Coral NPU je platforma koja se temelji na našim prethodnim radovima iz Coral projekta, pružajući dizajnerima hardvera i programerima strojnog učenja alate potrebne za izgradnju sljedeće generacije privatnih, učinkovitih edge AI uređaja. Ova arhitektura, koja je razvijena u suradnji s Google Research i Google DeepMind, osmišljena je kao AI-prva hardverska arhitektura koja omogućava ultra-nisku potrošnju energije i uvijek aktivnu AI.
Coral NPU nudi jedinstveno iskustvo za programere, olakšavajući implementaciju aplikacija poput ambijentalnog senzora. Osmišljena je kako bi omogućila cjelodnevnu AI na nosivim uređajima, minimizirajući potrošnju baterije i prilagođavajući se za slučajeve korištenja s višim performansama. Naša dokumentacija i alati su dostupni, omogućujući programerima i dizajnerima da započnu s radom odmah.
Arhitektura Coral NPU
Razvijajući za uređaje s niskom potrošnjom energije, programeri se suočavaju s osnovnim kompromisom između općih CPU-a i specijaliziranih akceleratora. Opći CPU-i nude fleksibilnost i široku podršku softveru, ali nemaju arhitekturu specifičnu za domenu za zahtjevne radne opterećenja strojnog učenja, što ih čini manje učinkovitim i energetski neefikasnim. S druge strane, specijalizirani akceleratori pružaju visoku učinkovitost u ML-u, ali su infleksibilni, teški za programiranje i neprikladni za opće zadatke.
Ovaj problem hardvera dodatno je pojačan fragmentiranim softverskim ekosustavom. Različiti modeli programiranja za CPU-e i ML blokove često prisiljavaju programere da koriste vlasničke kompajlere i složene naredbene predloške, što stvara strmu krivulju učenja i otežava kombiniranje jedinstvenih prednosti različitih računalnih jedinica. Kao rezultat toga, industrija nema zrelu, nisku arhitekturu koja može lako i učinkovito podržati više ML razvojnih okvira.
Komponente Coral NPU arhitekture
Coral NPU arhitektura izravno se bavi ovim problemima preokretanjem tradicionalnog dizajna čipova. Prioritizira ML matricni motor nad skalarom, optimizirajući arhitekturu za AI od silicija prema gore i stvarajući platformu namjenski izgrađenu za učinkovitiju inferenciju na uređaju.
Kao potpuna referentna arhitektura za neuronske procesore (NPU), Coral NPU pruža građevne blokove za sljedeću generaciju energetski učinkovitih, ML-optimiziranih sustava na čipu (SoCs). Arhitektura se temelji na skupu RISC-V ISA usklađenih arhitektonskih IP blokova i dizajnirana je za minimalnu potrošnju energije, što je čini idealnom za uvijek aktivno ambijentalno senzori.
Osnovni dizajn isporučuje performanse u rasponu od 512 giga operacija u sekundi (GOPS) uz potrošnju od samo nekoliko milivata, omogućujući snažnu AI na uređajima, slušalicama, AR naočalama i pametnim satovima.
Jedinstveno iskustvo za programere
Coral NPU arhitektura je jednostavan, C-programabilan cilj koji se može neometano integrirati s modernim kompajlerima poput IREE i TFLM. Ovo omogućuje jednostavnu podršku za ML okvire poput TensorFlow, JAX i PyTorch.
Coral NPU uključuje sveobuhvatan softverski alat, uključujući specijalizirana rješenja poput TFLM kompajlera za TensorFlow, uz opći MLIR kompajler, C kompajler, prilagođene jezgre i simulator. Ovo pruža programerima fleksibilne putanje. Na primjer, model iz okvira poput JAX-a prvo se uvozi u MLIR format koristeći…
Zaključak
Coral NPU predstavlja značajan napredak u razvoju edge AI tehnologije, omogućujući programerima i dizajnerima da izgrade uređaje koji su ne samo moćni, već i energetski učinkoviti. Ova platforma otvara vrata za inovacije u raznim industrijama, od nosivih tehnologija do pametnih kućnih uređaja, omogućujući korisnicima da uživaju u prednostima umjetne inteligencije bez kompromisa u pogledu privatnosti i sigurnosti.
Najčešća pitanja (FAQ)
Što je Coral NPU?
Coral NPU je sveobuhvatna, otvorena platforma koja omogućava razvoj umjetne inteligencije na uređajima s niskom potrošnjom energije, fokusirajući se na privatnost i učinkovitost.
Koje su glavne prednosti Coral NPU?
Glavne prednosti uključuju nisku potrošnju energije, visoke performanse, fleksibilnost u razvoju i podršku za različite ML okvire.
Kako Coral NPU rješava probleme privatnosti?
Coral NPU omogućava obradu podataka na uređaju, čime se smanjuje potreba za slanjem osobnih podataka u oblak, čime se povećava privatnost korisnika.
Koje su ključne komponente Coral NPU arhitekture?
Ključne komponente uključuju skalarne jezgre, vektorske izvršne jedinice i matrice izvršne jedinice, koje su optimizirane za rad s modelima strojnog učenja.
Kako se Coral NPU integrira s postojećim ML okvirom?
Coral NPU se može integrirati s modernim kompajlerima i podržava popularne ML okvire poput TensorFlow, JAX i PyTorch, omogućujući jednostavnu implementaciju aplikacija.
