借助第二代 AMD VERSAL 實(shí)現(xiàn)先進(jìn)醫(yī)療成像

診斷醫(yī)療成像設(shè)備必須能夠產(chǎn)出高質(zhì)量圖像、實(shí)現(xiàn)所需的掃描深度，以及顯示實(shí)時(shí)結(jié)果。設(shè)備中采用的最優(yōu)片上系統(tǒng)（ SoC ）必須提供所需的應(yīng)用性能、目標(biāo)幀率并實(shí)時(shí)顯示結(jié)果。SoC 也必須恰當(dāng)結(jié)合高速接口的類(lèi)型、速率和數(shù)量。放眼未來(lái)，這類(lèi)設(shè)備中的大部分還需要支持 AI 功能的執(zhí)行和加速，例如感興趣區(qū)域（ ROI ）選擇、圖像分類(lèi)和其他 AI 任務(wù)。

第二代 Versal 自適應(yīng) SoC 配備的處理系統(tǒng)可提供比前代至高多出 10 倍的標(biāo)量算力性能1，同時(shí)支持 DDR5 內(nèi)存。第二代 Versal AI Edge 系列中的新 AI 引擎能提供與前代相比至高 3 倍的每瓦 TOPS2 。它們非常適合執(zhí)行高級(jí)波束成形算法、圖像重建和其他高性能功能。下一代連接（如 PCIe Gen5、32G 高速收發(fā)器、10GbE 和 USB 3.2 ）允許高速數(shù)據(jù)傳輸，既可用于信號(hào)采集，也可用于高效數(shù)據(jù)遷移。

主要優(yōu)勢(shì)

?異構(gòu)處理的單芯片集成能夠降低系統(tǒng)級(jí)功耗

利用 AI 引擎加速?gòu)?fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，例如用于檢測(cè)重大疾病的感興趣區(qū)域選擇

結(jié)合 DSP 塊和 AI 引擎，以解決重要的數(shù)字信號(hào)處理挑戰(zhàn)，如 MR 中的 2D-FFT、CT 中的反投影，以及用于超聲的高級(jí)波束成形

借助 AMD Vitis 統(tǒng)一軟件平臺(tái)，使用 C、C++ 或 Python 快速開(kāi)發(fā)自定義算法

采用 Vitis Model Composer 和 Simulink 部署 MATLAB 算法

亮點(diǎn):

借助下一代處理器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)至高 10 倍的標(biāo)量算力1

8 核 Arm Cortex-A78AE – 至高 200,000 DMIPS

10 核 Arm Cortex-R52 – 至高 23,000 DMIPS

DDR5 內(nèi)存支持至高 5600-DDR5、8533-LPDDR5X，支持 ECC

下一代高性能 AI 引擎

與前代相比至高 3 倍的每瓦 TOPS2

增加對(duì) MX6、MX9、FP8 和 FP16 數(shù)據(jù)類(lèi)型的支持

利用增加的 DDR 帶寬實(shí)現(xiàn)更高的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理和信號(hào)處理工作負(fù)載性能

集成的視頻處理

圖像信號(hào)處理器（ ISP ）

視頻處理管線（ VPP ）

視頻編解碼器單元（ VCU ）用于 4k60 HEVC/AVC3

圖形處理單元（ GPU ），具備至高 256 GFLOPS

高速連接

32G 高速收發(fā)器

專(zhuān)用高速接口，用于 USB 3.2、10GbE、PCIe Gen5、NVMe、UFS 和 HSM（無(wú)需 FPGA 軟 IP ）

目標(biāo)應(yīng)用

醫(yī)療超聲

診斷醫(yī)療車(chē)超聲系統(tǒng)廣泛用于通用成像和婦產(chǎn)科，而且正在迅速擴(kuò)展到心臟和放射學(xué)功能。對(duì)于 3D-4D 可視化、具備高質(zhì)量圖像輸出的波束成形圖像、實(shí)時(shí)信號(hào)處理、ROI 和使用 AI 的 IR 的種種挑戰(zhàn)性要求正在加大商用掃描儀的算力負(fù)擔(dān)。

第二代 Versal AI Edge 系列具有 Arm 多處理器的異構(gòu)架構(gòu)、基于 SIMD-VLIW 的 AI 引擎、可編程邏輯和高速接口，非常適合醫(yī)療超聲。該器件能滿(mǎn)足先進(jìn)的高端放射學(xué)和心臟成像超聲系統(tǒng)對(duì)圖像質(zhì)量、幀速率、多維可視化和 AI 處理的要求。

CT 掃描儀和 MRI

CT 掃描儀和 MRI 是大型、高度同步的醫(yī)療診斷機(jī)器，用于查看人體組織、器官和骨骼結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。它們還能識(shí)別異常組織。盡管存在根本性差異（ CT 使用 X 射線，MRI 使用無(wú)線電波），但這兩種技術(shù)都需要相當(dāng)大的算力，并且需要在各種子系統(tǒng)之間傳輸大量數(shù)據(jù)。

第二代 Versal 自適應(yīng) SoC 提供的異構(gòu)算力能夠加速圖像重建算法、MRI 中的 2D-FFT 功能和 CT 中的反投影。此外，更小巧的第二代 Versal 器件可以執(zhí)行數(shù)據(jù)采集和機(jī)架控制、梯度放大器中的逆變器控制、射頻接收中的信號(hào)處理和使用 PL 的傳輸?shù)裙δ堋?/p>

內(nèi)窺鏡系統(tǒng)

診斷性胃腸內(nèi)窺鏡和一些外科內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的攝像頭控制單元對(duì)視頻處理管線的要求正在迅速提升。在高端系統(tǒng)中，攝像頭傳感器分辨率從 2K 快速增長(zhǎng)到 4K，而且現(xiàn)在 4K 3D 甚至 8K 也在迅速普及。集成用于診斷輔助的 AI-機(jī)器學(xué)習(xí)推理使系統(tǒng)要求變得更加復(fù)雜。對(duì)如此復(fù)雜的視頻管線進(jìn)行低時(shí)延乃至實(shí)時(shí)預(yù)處理，正需要第二代 Versal 產(chǎn)品組合中提供的異構(gòu)架構(gòu)類(lèi)型。

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1.基于 AMD 內(nèi)部對(duì)采用 8 個(gè) 2.2 Ghz 的 Arm Cortex-A78AE 應(yīng)用核心和 10 個(gè) 1.05 Ghz 的 Arm Cortex-R52 實(shí)時(shí)核心配置的第二代 Versal AI Edge 系列和 Versal Prime 系列處理系統(tǒng)的總 DMIPS 的硅前性能估計(jì)，與發(fā)布的第一代 Versal AI Edge 系列和 Versal Prime 系列處理系統(tǒng)的總 DMIPS 進(jìn)行比較。第二代 Versal AI Edge 系列和 Prime 系列工作條件：最高可用速度等級(jí)、0.88V PS 工作電壓、分離模式操作、支持的最大工作頻率。第一代 Versal AI Edge 系列和 Prime 系列工作條件：最高可用速度等級(jí)、0.88V PS 工作電壓、支持的最大工作頻率。實(shí)際 DMIPS 性能將在最終產(chǎn)品的市場(chǎng)發(fā)布時(shí)有所不同。（VER-027）

2.基于 AMD 內(nèi)部對(duì)使用 MX6 數(shù)據(jù)類(lèi)型的第二代 Versal AI Edge 系列 AIE-ML v2 計(jì)算塊架構(gòu)的性能和功耗預(yù)測(cè)，與使用 INT8 數(shù)據(jù)類(lèi)型的第一代 Versal AI Edge 系列 AIE-ML 計(jì)算塊架構(gòu)的性能規(guī)范和 AMD 電源設(shè)計(jì)管理器功耗結(jié)果進(jìn)行比較。假設(shè)：2 行 8 列子陣列。工作條件：1 GHz FMAX、0.7V AIE 工作電壓、100℃ 結(jié)溫、典型工藝、60% 矢量負(fù)載、激活%= 0 < 10%。實(shí)際性能將在最終產(chǎn)品的市場(chǎng)發(fā)布時(shí)有所不同。性能預(yù)測(cè)截至 2024 年 3 月。（VER-023）

3.視頻編解碼器加速（至少包括 HEVC (H.265)、H.264、VP9 和 AV1 編解碼器）在不包含/未安裝兼容媒體播放器的情況下受限而且無(wú)法運(yùn)行。（GD-176）