상황 인지 디바이스용 고성능 센서 허브 DSP 아키텍처, CEVA SensPro 제품군 출시

무선 커넥티비티 및 스마트 센싱 기술 라이선스 기업인 CEVA는 상황 인지 디바이스를 위한 광범위한 센서 프로세싱 및 센서 융합 워크로드를 처리하도록 설계된 업계 최초의 고성능 센서 허브 DSP 아키텍처 SensPro™를 공개했다.  

SensPro는 스마트폰, 로봇공학, 자동차, AR/VR 헤드셋, 음성 어시스턴트, 스마트 홈 기기와 함께 인더스트리 4.0이란 이니셔티브하에 혁신되고 있는 신흥 산업 및 의료용 애플리케이션에 필요한 다양한 유형의 센서 급증을 효율적으로 처리할 수 있는 전문 프로세서 역할을 한다. 카메라, 레이더, LiDAR, ToF(Time-of-Flight), 마이크 및 관성측정장치(Inertial Measurement Units, 이하 IMU) 등의 센서는 이미징, 사운드, RF 및 모션에서 파생되는 다양한 데이터 유형 및 비트 전송률을 생성하며, 이는 풀(FULL) 3D 상황 인지 기기를 만드는 데 사용된다. 

복잡한 다중 센서 처리 사용 사례에 대한 와트 당 성능을 극대화하기 위해 새롭게 구축된 SensPro 아키텍처는 HDR(high dynamic range) 신호 처리, 포인트 클라우드 생성 및 음성, 이미징, 심층 신경망(deep neural network, 이하 DNN) 교육에 필요한 고성능 단일(single precision) 및 반정밀도(half precision) 부동 소수점 연산의 조합은 물론, 음성, 이미징, DNN 추론 처리 및 위치 측정 및 동시 지도화(simultaneous localization and mapping, 이하 SLAM)에 필요한 8bit 및 16bit 대량의 병렬 처리 용량도 함께 제공한다. 또 SensPro는 CEVA-BX 스칼라(scalar) DSP를 통합해 단일 센서 시스템 설계에서 다중 센서, 상황 인지 설계로 원활하게 마이그레이션 할 수 있는 경로를 제공한다. 

욜 디벨롭먼트(Yole Développement)의 센싱 부문 기술 및 마켓 애널리스트인 디미트리오스 다미아누스(Dimitrios Damianos)는 “지능형 시스템에서 센서의 확산은 계속 증가되어 환경과 상황을 보다 정확하게 모델링한다. 센서는 점점 더 똑똑해지고 있으며 이들은 더 많은 데이터가 아닌 환경/주변 요소로부터 더 우수한 데이터를 확보하는 것이 목표다. 여기에는 마이크, 압력, 습도, 관성, 온도, 가스 센서(스마트 홈/사무실)의 조합을 사용하는 환경 센서 허브는 물론, 주변 환경을 파악하기 위해 다양한 센서(레이더, LIDAR, 카메라, IMU, 초음파 등)가 함께 작동해야하는 ADAS/AV의 상황 인지 기능이 포함되어 있다.”라고 말했다. 

이어 욜 디벨롭먼트의 컴퓨팅 및 소프트웨어 부문 기술 및 마켓 애널리스트인 요한 쯔추디(Yohann Tschudi)는 “문제는 다른 유형의 센서에서 서로 다른 유형의 데이터를 처리하고 통합하는 것이다. SensPro는 첨단 마이크로 아키텍처와 결합된 스칼라와 벡터(vector) 처리, 부동 소수점과 고정 소수점 연산을 사용해 시스템 및 SoC 설계자가 상황 인지 다중 센서 기기에 대한 니즈를 해결할 수 있는 통합 프로세서 아키텍처를 제공한다.”라고 덧붙였다. 

SensPro는 다양한 구성의 8-way VLIW 아키텍처를 사용해 광범위한 애플리케이션에 적합하도록 쉽게 조정할 수 있다. 스칼라 및 벡터 처리 장치를 결합하고 7nm 프로세스 노드에서 1.6GHz대의 작동 속도를 가능하게 하는 고급 심층 파이프 라인을 통합한 최첨단 마이크로 아키텍처를 채택하고 있다. 

또한 SensPro는 4.3 코어마크(CoreMark)/MHz 스코어로 제어 코드 실행을 위한 CEVA-BX2 스칼라 프로세서를 통합한다. 병렬 처리를 위해 광범위한 SIMD 확장 가능 프로세서 아키텍처를 채택하고 최대 1,024개의 8x8 MAC, 256개의 16x16 MAC, 전용 8x2 이원 신경망 지원뿐만 아니라, 64개의 단일 정밀도 및 128개의 반정밀도 부동 소수점 MAC에 대해 구성할 수 있다. 이를 통해 8x8 네트워크 추론을 위한 3 TOPS(초당테라연산), 이원 신경망 추론을 위한 20 TOPS, 부동 소수점 연산을 위한 400기가플롭스(GFLOPS, 초당 10억 부동 소수점을 연산할 수 있는 성능)가 제공된다. 

SensPro의 또 다른 주요 기능으로는 초당 400GB의 대역폭을 제공하는 메모리 아키텍처, 4-way 인스트럭션 캐시, 2-way 벡터 데이터 캐시, DMA, 데이터 전송에서 DSP를 오프로드 하기 위한 큐(queue) 및 버퍼(buffer) 관리자가 있다. 

SensPro에는 LLVM C/C++ 컴파일러, 이클립스(eclipse) 기반 IDE(integrated development environment), OpenVX API, OpenC용 소프트웨어 라이브러리, CEVA Deep Neural Network(CENN) 그래프 컴파일러를 포함한 시스템 설계를 신속하게 처리할 수 있는 고급 소프트웨어 및 개발 툴 세트가 함께 제공된다. CDNN 그래프 컴파일러에는 맞춤형 AI 엔진을 위한 CDNN-Invite API, CEVA-CV 이미징 기능, CEVA-SLAM 소프트웨어 개발 키트 및 비전 라이브러리, ClearVox 노이즈 감소, WhisPro 음성 인식, MotionEngine 센서 퓨전 및 SenslinQ 소프트웨어 프레임 워크가 포함된다. 

초기의 SensPro DSP는 CEVA-BX2 스칼라 프로세서와 최적의 사용 사례 처리를 위해 구성된 다양한 벡터 장치를 포함한 다음의 세 가지로 제공된다.

SP250 – 이미징, 비전 및 사운드 중심 애플리케이션 대상 256개의 8x8 MAC이 있는 단일 벡터 유닛

SP500F – SLAM 중심 애플리케이션 대상 512개의 8x8 MAC 및 64개의 단 정밀도 부동 소수점 MAC을 갖춘 단일 벡터 유닛

SP1000 – AI 중심 애플리케이션 대상 1,024개의 8x8 MAC 및 이원 네트워크가 있는 듀얼 벡터 유닛 

CEVA의 연구 및 개발 부문 부사장인 랜 스니르(Ran Snir)는 “CEVA는 오늘날 시스템에 필요한 센서의 수와 종류가 증가하는 것은 물론, 실질적으로 다른 연산의 필요성이 증가함에 따라 이를 해결하기 위해 기초부터 새로운 아키텍처 설계를 시작했다. SensPro는 스칼라, 벡터 처리 및 AI 가속의 조합을 사용해 집중된 워크로드 처리가 가능하도록 구성이 용이한 전체론적 아키텍처로 구성됨과 동시에 딥 파이프라이닝, 병렬 처리, 멀티 태스킹의 최신 마이크로 아키텍처 설계 기법을 활용했다. 그 결과, 센서 허브를 위해 고안된 가장 강력한 DSP 아키텍처가 실현되었으며, 고객 및 파트너와 협력하여 이를 기반으로 한 상황 인지 제품을 출시하게 되어 매우 기쁘게 생각한다.” 라고 말했다. 

SensPro 아키텍처 및 코어는 2020 년 3 분기 일반 라이센스로 제공될 예정이다.