FPGA 기반 AI 구현 간소화하고 출시 기간 단축, 마이크로칩 VectorBlox™ 3.0 액셀러레이터 SDK 출시로 신경망 구현 고도화

항공우주 및 방위산업 시스템과 같이 전력 제약이 크고 미션 크리티컬한 환경에서 AI 추론 기능을 구현하려면 성능, 효율성, 신뢰성, 개발 용이성 모두를 균형 있게 충족하는 솔루션이 필요하다. 

이러한 과제를 보다 효과적으로 해결하기 위해 마이크로컨트롤러, 혼합 신호, 아날로그 반도체 및 플래시-IP 솔루션 분야의 세계적 리더인 마이크로칩테크놀로지(아시아 총괄 및 한국대표: 한병돈)는 FPGA 기반 AI 구현을 간소화하고 출시 기간을 단축할 수 있도록 지원하는 VectorBlox™ 3.0 액셀러레이터 SDK(Software Development Kit)를 출시했다. 

개발자에게 무료로 제공되는 VectorBlox 3.0 SDK와 관련 CoreVectorBlox IP는 PolarFire® FPGA 및 SoC 기반 플랫폼에서 컨볼루션 신경망(CNN) 모델의 최적화, 컴파일, 배포를 간소화하는 통합 툴체인으로 설계됐다. 이 액셀러레이터는 다양한 모델 크기에 맞춰 효율적으로 확장되며 단일 디바이스에서 여러 AI 워크로드를 지원한다. 이를 통해 고객은 다양한 비전 또는 센서 기반 AI 기능을 하나의 저전력 FPGA에 통합할 수 있다. 

마이크로칩 FPGA 사업부 샤킬 피이라(Shakeel Peera) 수석부사장 겸 총괄 매니저는 "AI 모델이 점점 더 복잡해지면서, 엣지에서 AI 기능을 구현하기 위해서는 압축 기술이 필수가 되고 있다"며 "VectorBlox 3.0은 마이크로칩이 뉴로닉스 인수를 통해 확보한 희소성 기반 모델 압축 기술을 활용해 정확도를 유지하면서도 연산 부담을 줄여준다"고 말했다. 

VectorBlox 3.0은 희소 신경망을 지원해 값이 0인 연산을 건너뛰는 방식으로 비전 기반 CNN 모델을 효율적으로 실행할 수 있도록 지원한다. 이를 통해 개발자는 추론 성능을 높이는 동시에 전력 소비를 줄일 수 있다. 이는 응답성과 에너지 효율을 모두 고려해야 하는 상시 구동 엣지 AI 애플리케이션에서 중요한 이점이다. 희소성 기반 모델 압축 기능은 정확도를 유지하면서 연산 및 메모리 요구사항을 줄이도록 설계됐다. 

플래네텍 이탈리아(Planetek Italia)의 SPACEDGE™ 서비스 부문의 비토 포르투나토(Vito Fortunato) 라인 매니저는 "마이크로칩의 PolarFire SoC에서 VectorBlox 가속 기능을 활용함으로써, 궤도 상에서 저지연 페이로드 운영을 위한 첨단 온보드 AI 파이프라인을 효율적으로 탑재·운용할 수 있었다"며 "이 플랫폼을 통해 2025년 배치된 AI-eXpress-1 위성에서 객체 감지, 시맨틱 장면 분석, 엣지에서 생성된 즉시 활용 가능한 정보 산출물  등 실시간 지구 관측 처리 역량을 검증할 수 있었으며, 지속적인 저궤도 운용에 필요한 방사선 내성과 운영 신뢰성도 함께 확보할 수 있었다"고 밝혔다. 

또한 비전 데이터를 사용해 위치 및 방향을 추정하도록 설계된 신경망인 Spacecraft Pose Network v2 (SPNv2)는 자율 랑데부 및 도킹, 우주 잔해물 제거, 위성 점검, 편대 비행 등의 우주 애플리케이션을 위한 자율 항법 및 근접 운용을 가능케 한다. 미드레인지급의 전력 효율적인 단일 이벤트 업셋(SEU) 내성을 갖춘 PolarFire FPGA 및 SoC 기반으로 구축된 이 솔루션은 혹독한 환경에서도 보안 부팅, 위변조 방지 및 높은 신뢰성을 제공한다. 이러한 기능은 장기간의 운용 수명, 데이터 보호 시스템 복원력이 필수적인 미션 크리티컬한 방위산업, 항공우주, 산업 분야에 AI 추론 기능을 구현하기 위해 필요하다. 

AIKO의 하드웨어 엔지니어링 페데리코 폰타나(Federico Fontana) 총괄은 "PolarFire SoC와 VectorBlox의 결합은 AI 기반 자율 솔루션을 궤도 상에 직접 탑재·운용할 수 있는 강력한 시너지를 창출한다"라며 "우리는 전력 효율적인 플랫폼에서 적응형 및 자율형 페이로드 운영을 위한 온보드 클라우드 및 선박 탐지 기능을 제공하는 clear_CHARLES 제품군 구축을 통해 이를 검증했다. 이는 더욱 자율적이고 응답성이 뛰어난 소프트웨어 정의 우주 시스템을 향한 또 하나의 진전이다"라고 말했다. 

VectorBlox SDK v3.0은 마이크로칩의 Libero® SoC 개발 스위트에서 지원되며, CoreVectorBlox IP와 통합된다. 마이크로칩의 전체 FPGA 및 디자인 리소스 포트폴리오에 대한 보다 자세한 내용은 홈페이지를 통해 확인할 수 있다.

VectorBlox SDK v3.0 및 CoreVectorBlox IP는 고객에게 무료로 제공된다. 보다 자세한 내용은 마이크로칩 대리점 또는 공인 판매업체에 문의하면 된다.