Aspinity onthult RAMP: Analog processor verlaagt edge-vermogen 10x

Aspinity, een Pittsburgh-gebaseerd startup opgericht in 2015, lanceert dinsdag een Reconfigurable Analog Modular Processor-platform, of RAMP. Het ultra-laag-vermogen, analog verwerkingsplatform is ontworpen om ruwe sensordata - zoals stem, alarmen of trillingsveranderingen - direct in het analoge domein te detecteren, analyseren en classificeren. Zodra het signaal van achtergrondruis scheidt, geeft RAMP de verfijnde data door voor digitalisering.

(Bron: Aspinity)

Door analoge analyse te prioriteren, kan RAMP edge-apparaat stroomverbruik met tot tienvoud verminderen en datavolume met een factor honderd reduceren voor always-on toepassingen, beweert Aspinity. Het platform richt zich op batterij-gevoede, always-on sensortoepassingen in consumenten-, slimme-huis-, IoT- en industriële markten.

Senior analist Mike Demler van The Linley Group vertelde EE Times dat RAMP's uitblinkende kenmerk het extreme lage vermogen is - slechts 10 µA tijdens actieve operatie, een opmerkelijke prestatie voor een analoge chip.

Oprichter en CEO Tom Doyle uitte enthousiasme na het horen van Gene Frantz over de noodzaak om neurale netwerken terug naar analog te brengen. Frantz, vroeger een TI-technology fellow en nu professor aan Rich University, heeft lang gependeld voor analoge signaalverwerking in AI. "Het is precies wat RAMP doet," zei Doyle.

Analog vs. Digitaal

Andere leveranciers zoals STMicroelectronics en Renesas promoten AI-ingeschakelde endpoint-apparaten voor anomaliedetectie, maar ze vertrouwen op digitale circuitry en software. ST gebruikt ARM-kernen, terwijl Renesas een hybride Dynamically Reconfigurable Processor (DRP) aanbiedt. In tegenstelling daarmee bouwt RAMP neuronen en synapsen volledig met analoge ontwerpen.

Omdat RAMP alleen de meest relevante datapunten bemonstert, kan het trillingsdata met 100x comprimeren, wat de hoeveelheid data die voor analyse getransporteerd moet worden, drastisch vermindert. Deze compressie is cruciaal voor batterij-gevoede, draadloze sensornetwerken.

Mythic vs. Aspinity

Analoge berekening was de oorspronkelijke benadering voor neurale netwerken. Vandaag verkennen bedrijven zoals Mythic en Syntiant in-memory analoge berekening om vermogen te verlagen ten opzichte van digitale inferentie-motoren. Door digitale geheugentransacties te elimineren, kunnen aanzienlijke vermogen- en die-area besparingen worden behaald.

Aspinity's architectuur slaat zowel code als datageheugen interleaved met compute-elementen op, gebruikmakend van non-volatile geheugen voor efficiëntie. In tegenstelling tot Mythic, die digitale invoer accepteert en flash-cellen gebruikt als analoge conductantie-elementen, verwerkt RAMP ruwe analoge signalen door een verscheidenheid aan geparametriseerde analoge circuits - versterkers, filters, optellers en aftrekkers.

6-8 Bit Precisie

Digitale circuits bieden typisch hogere precisie, maar voor veel toepassingen is 6- tot 8-bit analoge precisie voldoende. Deze lagere precisie maakt een kleiner, lager-vermogen ontwerp mogelijk dat nog effectief is voor taken zoals wake-word detectie.

Samenvattend, richt RAMP zich op een niche van ultra-laag-vermogen akoestische verwerking voor wake-word en geluidsdetectie, wat apparaten in staat stelt om in diepe slaap te gaan wanneer idle.

Hoewel analoge uitdagingen heeft zoals proces-, spanning- en temperatuursvariabiliteit, kan het elimineren van digitale geheugentransacties substantiële vermogen- en oppervlaktevoordelen opleveren.

Toepassingen

Aspinity ziet een groeiende markt voor voice-first apparaten - slimme speakers, wearables en hearables. Doyle voorstelt een voice-first TV-afstandsbediening die een jaar op een enkele batterij draait, wat fabrikanten een competitief voordeel geeft.

RAMP's analoge blokken kunnen herprogrammeerd worden met toepassingsspecifieke algoritmes, wat het in staat stelt ruwe analoge data van verschillende sensoren te analyseren, inclusief industriële accelerometers voor trillingsmonitoring.

Digitaliseer Eerst vs. Analyseer Eerst (Bron: Aspinity)

RAMP is een special-purpose circuit. Ontwerpers moeten kosten versus baten afwegen van het toevoegen ervan aan voice-geactiveerde apparaten, maar het kan dienen als de front-end van een spraakprocessor in plaats van een aparte chip.

CEO Doyle plannet uit te breiden naar IP-licentiëring naast chipverkoop. Het bedrijf heeft partnerschappen met verschillende consumenten- en chipsetbedrijven en samplet de chip vandaag, met volumeproductie gepland voor begin 2020.

Bedrijf

Aspinity werd opgericht om onderzoek van West Virginia University te commercialiseren, met exclusieve rechten op de universiteitstechnologie. Het startup heeft $3,6-$3,7 miljoen opgehaald over drie financieringsrondes, met Amazon die in twee rondes deelnam. Het team van tien ingenieurs brengt uitgebreide analoge expertise mee.

— Junko Yoshida, Global Co-Editor-In-Chief, AspenCore Media, Chief International Correspondent, EE Times

>> Dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd op onze zuster-site, EE Times: "Aspinity Puts Neural Networks Back to Analog."