VEGA-330-02A1 là mô-đun tăng tốc trí tuệ nhân tạo dạng mini PCIe của Advantech, mang hai vi xử lý thị giác Intel Movidius Myriad X trên cùng một bo mạch. Mô-đun dùng khi một máy biên phải xử lý nhiều luồng camera cùng lúc. Bài viết nêu thông số, cách tính số luồng mô-đun kham được, và phần hay bị bỏ sót nhất là bài toán nhiệt khi lắp mô-đun vào máy đặt trong tủ.
Khi một máy biên không kịp xử lý nhiều luồng camera
Một cụm giám sát bốn camera ở cổng nhà máy là ví dụ quen thuộc. Mỗi luồng cần nhận dạng phương tiện và đọc biển số, nhịp yêu cầu vài khung hình mỗi giây cho mỗi luồng. Vi xử lý của máy biên chạy được một luồng, nhưng tới luồng thứ ba thì số khung hình rơi xuống dưới mức dùng được.
Ba cách xử lý thường được cân nhắc: thêm máy, đổi máy mạnh hơn, hoặc gắn mô-đun tăng tốc vào máy hiện có. Cách thứ ba giữ nguyên số điểm đặt máy trong tủ và giữ nguyên phần mềm điều khiển, nên thường rẻ nhất khi tủ đã chật và đường dây đã đi xong.
Thông số mô-đun VEGA-330-02A1
Bảng dưới ghi theo tài liệu hãng cho mã VEGA-330-02A1.
| Hạng mục | Thông số |
|---|---|
| Dạng mô-đun | Mini PCIe |
| Đường giao tiếp với máy | PCIe thế hệ hai một làn, kèm USB 2.0 |
| Khối xử lý | Hai vi xử lý thị giác Intel Movidius Myriad X |
| Bộ công cụ phần mềm | Intel OpenVINO, kèm mô hình huấn luyện sẵn và gói Edge AI Suite |
| Hệ điều hành hỗ trợ | Windows 10 Enterprise 64 bit, Ubuntu 16.04.3 LTS 64 bit, CentOS 7.4 64 bit |
| Điện năng tiêu thụ | Tối đa 7,6 W |
| Nhiệt độ làm việc | -20 đến 55 độ C với lưu lượng gió 0,7 mét mỗi giây |
| Cách làm mát | Thụ động, không có quạt trên mô-đun |
| Kích thước | 30 x 50,95 x 4,86 mm |
| Bài toán hướng tới | Phát hiện khuôn mặt, theo dõi người đi bộ, phát hiện phương tiện, kiểm tra quang học |
Hai dòng cần đọc kỹ là dòng đường giao tiếp và dòng làm mát. Khác với bản mô-đun tiêu thụ dưới một watt trong cùng dòng sản phẩm, bản này đưa dữ liệu qua làn PCIe nên băng thông ảnh sang mô-đun rộng hơn. Đổi lại, mức tối đa 7,6 W toả ra trong một không gian rất nhỏ và không có quạt riêng, nên phần nhiệt phải do máy chủ lo.
Lắp mô-đun trong tủ kín: nhiệt độ và luồng gió
Con số âm 20 đến 55 độ C trong tài liệu đi kèm điều kiện lưu lượng gió 0,7 mét mỗi giây. Điều kiện này thường có trong máy có quạt hoặc trong tủ có đối lưu, nhưng không hiển nhiên trong tủ kín kín hoàn toàn.
| Điều kiện lắp đặt | Rủi ro | Cách xử lý |
|---|---|---|
| Máy không quạt trong tủ kín, không đối lưu | Nhiệt tích tụ quanh mô-đun, máy tự hạ tốc độ xử lý | Thêm quạt đối lưu trong tủ hoặc đổi sang tủ có cửa thoát khí có lọc |
| Tủ đặt ngoài trời, có nắng chiếu | Nhiệt trong tủ buổi trưa vượt mức công bố | Che nắng, tính lại nhiệt độ trong tủ vào giờ nóng nhất trước khi chốt cấu hình |
| Máy đã lắp sẵn một mô-đun mở rộng khác | Tổng nhiệt toả ra vượt thiết kế tản nhiệt của máy | Đọc lại dải nhiệt của máy ứng với từng phương án lắp mô-đun |
| Máy gá đứng trong tủ hẹp | Luồng gió bị chặn bởi máng cáp hoặc thiết bị bên cạnh | Giữ khoảng hở quanh thân máy theo hướng dẫn lắp đặt của hãng |
Dòng thứ ba trong bảng có ví dụ rõ ràng trên tài liệu máy. Bảng thông số của AIR-101-S62A1 ghi dải nhiệt âm 20 đến 55 độ C khi tích hợp mô-đun VEGA-330, và hạ xuống âm 20 đến 50 độ C khi lắp thêm mô-đun VEGA-320 tuỳ chọn. Mỗi mô-đun cắm thêm đều lấy đi một phần biên nhiệt của máy, nên hồ sơ thiết bị phải ghi giới hạn sau khi lắp chứ không ghi giới hạn của thân máy trống.
Ước lượng số luồng camera một mô-đun kham được
Không có con số cố định cho câu hỏi một mô-đun chạy được mấy camera, vì kết quả phụ thuộc ba biến. Cách ước lượng đi theo bốn bước dưới đây.
- Chốt mô hình sẽ chạy. Mô hình phát hiện vật thể gọn và mô hình nhận dạng nhiều lớp chênh nhau nhiều lần về khối lượng tính toán, nên phải chốt trước khi đo.
- Chốt độ phân giải đưa vào mô hình. Ảnh camera có thể lớn nhưng phần đưa vào mô hình thường được cắt hoặc thu nhỏ. Con số này mới là con số quyết định.
- Chạy thử trên một máy mẫu. Đo số khung hình mỗi giây mô-đun đạt được với đúng mô hình và đúng độ phân giải đó, chạy liên tục trong ít nhất một giờ để thấy ảnh hưởng của nhiệt.
- Chia cho yêu cầu từng luồng. Lấy số khung hình đo được chia cho số khung hình mỗi luồng cần, trừ đi phần dự phòng khoảng hai mươi phần trăm cho lúc tải cao.
Bước ba là bước hay bị bỏ. Số liệu đo trong mười phút đầu thường cao hơn số liệu sau một giờ, vì mô-đun làm mát thụ động và nhiệt trong máy còn đang lên. Lấy số liệu của mười phút đầu để lập cấu hình dẫn tới cụm chạy đúng trong nghiệm thu rồi hụt vào ca sản xuất mùa nóng.
Máy Advantech nhận mô-đun VEGA-330-02A1
Mô-đun lắp vào khe mini PCIe của các dòng máy biên trong hệ sinh thái của hãng. Bảng dưới nêu vài dòng đang được giới thiệu trên website này cùng điểm cần lưu ý.
| Dòng máy | Vị trí đặt điển hình | Lưu ý khi lắp mô-đun |
|---|---|---|
| AIR-101-S62A1 | Thanh DIN trong tủ điện cạnh chuyền | Tài liệu ghi rõ dải nhiệt tương ứng với từng phương án mô-đun |
| EI-A100-S61A1 | Tủ thiết bị trong cửa hàng, phòng điều khiển | Kiểm tra khe mini PCIe còn trống sau khi trừ mô-đun mạng |
| Máy nhúng có khe mini PCIe | Tủ điện, buồng điều khiển, trạm ven đường | Đọc sơ đồ chân khe để biết khe dẫn làn PCIe hay chỉ dẫn USB |
Với máy chỉ dẫn tín hiệu USB trên khe mini PCIe, mô-đun phù hợp là bản dùng đường USB như VEGA-230. Đây là điểm phải xác định trước khi đặt hàng, vì hai mô-đun cùng dạng khe nhưng khác đường tín hiệu.
Chọn mô-đun tăng tốc theo số luồng camera
Quy tắc chọn gọn trong ba mức. Một luồng camera với mô hình gọn thì một mô-đun một vi xử lý thị giác như VEGA-330-01A1 là đủ. Hai tới bốn luồng trên cùng một máy thì dùng bản hai vi xử lý VEGA-330-02A1. Nhiều hơn nữa, hoặc khi máy là máy chủ biên đặt trong phòng máy, thì chuyển sang card PCIe như VEGA-340-04A1 vì card này có quạt riêng và ngân sách điện rộng hơn.
Phần chuỗi xử lý từ camera tới kết quả, cùng các yêu cầu về đồng bộ và độ trễ, được trình bày trong bài ứng dụng thị giác máy tính dẫn hướng cánh tay robot. Các mô-đun và linh kiện khác của hãng nằm trong chuyên mục thiết bị công nghiệp.
Danh mục máy nhúng có khe mở rộng dùng cho mô-đun này nằm tại máy tính nhúng Advantech trên IPC247. Nếu máy hiện tại đã hết khe mở rộng hoặc không còn biên nhiệt để lắp thêm, chạy công cụ chọn máy theo điều kiện lắp đặt rồi gửi kết quả kèm yêu cầu báo giá.
Câu hỏi thường gặp về VEGA-330-02A1
VEGA-330-02A1 khác VEGA-330-01A1 ở điểm nào?
Hai mô-đun cùng dạng mini PCIe và cùng kích thước, khác nhau ở số vi xử lý thị giác trên bo mạch. Bản 01A1 mang một vi xử lý Movidius Myriad X, bản 02A1 mang hai, nên bản 02A1 chia được nhiều luồng video hơn trên cùng một khe cắm. Đổi lại, bản 02A1 tiêu thụ tới 7,6 W và dải nhiệt hẹp hơn, -20 đến 55 độ C so với -20 đến 60 độ C của bản 01A1.
Mô-đun này có quạt không?
Không. Mô-đun làm mát thụ động, tức là toả nhiệt qua thân và dựa vào luồng gió sẵn có trong máy. Tài liệu hãng ghi dải nhiệt làm việc âm 20 đến 55 độ C ứng với lưu lượng gió 0,7 mét mỗi giây, nên tủ kín không có đối lưu cần được tính lại phần thoát nhiệt.
Lắp mô-đun vào máy có làm giảm dải nhiệt của máy không?
Có. Bảng thông số của AIR-101-S62A1 ghi dải nhiệt âm 20 đến 55 độ C khi tích hợp mô-đun VEGA-330, và hạ xuống âm 20 đến 50 độ C khi lắp thêm mô-đun VEGA-320 tuỳ chọn. Giới hạn nhiệt của cả máy phải lấy theo con số sau khi lắp, không lấy theo con số của thân máy trống.
Một mô-đun VEGA-330-02A1 xử lý được bao nhiêu luồng camera?
Không có con số cố định vì phụ thuộc mô hình, độ phân giải và số khung hình mỗi giây cần xử lý. Cách làm đúng là chạy thử đúng mô hình dự kiến trên một máy mẫu rồi đo số khung hình đạt được, sau đó chia cho yêu cầu của từng luồng.
VEGA-330-02A1 chạy trên hệ điều hành nào?
Theo tài liệu hãng, mô-đun hỗ trợ Windows 10 Enterprise 64 bit, Ubuntu 16.04.3 LTS 64 bit và CentOS 7.4 64 bit. Phần chuyển đổi mô hình đi qua bộ công cụ Intel OpenVINO, nên mô hình huấn luyện sẵn không phải viết lại từ đầu.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
