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Risolvere le sfide dei sistemi ADAS

 

Semplificare l’integrazione di computer ad alte prestazioni e intelligenza artificiale a bordo per lo sviluppo di veicoli autonomi

 

Lo sviluppo di sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS – Assisted Driving Advanced Systems) sta affrontando sfide senza precedenti e sta attirando investimenti maggiori di quanto previsto dalle prime analisi di mercato. È ormai ampiamente accettata l’opinione che il percorso verso la realizzazione di veicoli a guida autonoma sarà progressivo piuttosto che dirompente, e si baserà sulla capacità di migliorare continuamente gli algoritmi di deep learning sui dati raccolti dai sensori di bordo.

Gli OEM e i fornitori di soluzioni devono superare importanti sfide di ingegneria meccanica, ma anche di software: l’equipaggiamento di bordo dei veicoli di prova richiede un hardware sofisticato e resistente con prestazioni di calcolo e di data logging estreme, assieme a un numero crescente di telecamere e sensori e a un software di intelligenza artificiale per il training a bordo degli algoritmi e l’inferenza.

Per affrontare queste sfide, Eurotech è stata scelta dai principali operatori del settore automobilistico come partner tecnologico per l’intero ciclo di sviluppo di sistemi ADAS.

Il nostro portafoglio completo di computer ad alte prestazioni (HPC) scalabili, affidabili e compatti è progettato per soddisfare i requisiti più esigenti e ridurre i tempi di sviluppo di queste applicazioni.

Questo blog vi guida attraverso le sfide di sviluppo che abbiamo superato per ottenere la massima densità di calcolo, la massima velocità di registrazione e una robustezza di livello automobilistico.

ADAS market insights

AI per ADAS: acquisizione, elaborazione e archiviazione dei dati ad alte prestazioni

 

La guida autonoma è classificata in base al livello di intervento del conducente, e va dal livello 0 (nessuna automazione) al livello 5 (veicolo completamente autonomo).

Raggiungere il livello 5 di autonomia richiede la raccolta, l’archiviazione e l’elaborazione dei dati in maniera avanzata. La larghezza di banda totale utilizzata dai sensori atti allo sviluppo di sistemi ADAS (telecamere, LIDAR, radar, ultrasuoni, sensori di movimento) può raggiungere i 40 Gbit/s. In meno di 8 ore, se archiviati in maniera grezza, questi dati richiederebbero oltre 127 TB di spazio di archiviazione. Se elaborati in tempo reale, richiederebbero una GPU con almeno 80 TFLOPS (TF32), come i modelli NVIDIA A30 o superiori, per l’inferenza o il cosiddetto reinforcement learning.

Soddisfare questi requisiti richiede l’adozione di computer a elevatissime presdtazioni (HPC – high-performance computer) da utilizzare in uno spazio ridotto come il bagagliaio di una macchina, raffreddandoli per raggiungere le massime prestazioni e rendendoli resistenti agli shock e alle vibrazioni, e qui Eurotech può contare su una pluriennale esperienza.

AI for ADAS applications

Robustezza

 

I computer ad alte prestazioni sono tradizionalmente progettati per usi condizioni controllate e non troppo gravose. Quando operano in ambienti difficili, con presenza di polvere, urti e vibrazioni, è necessaria la robustezza.

Le ventole e le prese d’aria possono essere fonte di guasti e diventare inefficaci quando non è possibile garantire una circolazione e un ricambio d’aria sufficienti (come nel bagagliaio di un veicolo). Gli ammortizzatori devono essere adattati a specifiche esigenze di installazione all’interno di veicoli e tendono a essere ingombranti.

Eurotech vanta un’esperienza pluridecennale in prodotti innovativi e robusti, che rendono i nostri HPC adatti a funzionare all’interno di veicoli, grazie anche alle certificazioni automotive: i nostri data logger e server AI sono dotati delle certificazioni E-Mark, ECE ONU R10, ISO 16750 e IEC 60068-2-6 / 60068-2-27, per garantire la massima tranquillità durante i test drive.

 

Liquid cooling

 

L’elaborazione di grandi quantità di dati all’interno di un veicolo richiede di condensare la massima potenza di calcolo in un piccolo spazio, spesso senza una sufficiente circolazione dell’aria.

Per i casi d’uso più impegnativi, Eurotech ha sperimentato soluzioni di raffreddamento a liquido uniche nel loro genere, in grado di garantire la massima densità di calcolo senza il fastidioso rumore delle ventole di raffreddamento.

Il raffreddamento a liquido non solo riduce al minimo le dimensioni dell’HPC, ma migliora anche l’affidabilità, eliminando la necessità di ventole e prese d’aria.

I data logger e i server AI di fascia alta di Eurotech sono disponibili con raffreddamento a liquido o ibrido (raffreddamento ad aria + liquido), offrendo la possibilità di massimizzare la potenza di calcolo nel bagagliaio di un veicolo.

 

Banda di rete

 

Per testare e implementare le complesse funzionalità di assistenza alla guida dei sistemi ADAS viene utilizzato un numero cempre crescente di telecamere, LIDAR, radar e sensori di movimento.

I dati immagazzinati da questi sensori sono spesso memorizzati alla massima risoluzione per eseguire operazioni in tempo reale a bordo del veicolo (inferenza AI o reinforcement training) o training degli algoritmi AI offline o simulazioni in grandi postazioni di laboratorio. I data logger di bordo devono soddisfare una serie di requisiti.

  • alta velocità per garantire il logging di tutti i dati provenienti dai sensori
  • grande capacità di storage per sostenere test drive di un’intera giornata
  • supporti robusti per uno scambio di dati rapido e flessibile

I data logger di Eurotech montano unità U.2 di ultima generazione in configurazione RAID per ottenere la più alta velocità di scrittura sul mercato, in supporti robusti e intercambiabili.

Data logging for ADAS applications

Caso di studio ADAS #1 – Data logger ad alte prestazioni

 

In questo esempio applicativo, l’obiettivo è raccogliere una grande quantità di dati dei sensori durante un test drive di quattro ore. Il set di dati viene poi trasferito al data center del cliente il training e la validazione degli algoritmi di AI.

La velocità di registrazione, la capacità di archiviazione e la facilità di trasferimento dei dati ai server del laboratorio sono requisiti fondamentali.

In questo caso, il DynaCOR 62-10 di Eurotech, con la sua velocità di registrazione dei dati che raggiunge i 28 GB/s, può essere utilizzato in combinazione con le unità di archiviazione rimovibili QuickTray® per una capacità totale fino a 384 TB.

Le unità QuickTray possono essere utilizzate anche in sistemi personalizzati con 2 alloggiamenti da 5,25″ o in alloggiamenti indipendenti.

ADAS - High performance data logging

Caso di studio ADAS n. 2 – Inferenza AI ad alte prestazioni

 

In questo esempio di applicazione, i test drive vengono utilizzati per eseguire l’inferenza AI in tempo reale e registrare i dati. Tutte le apparecchiature devono essere alloggiate nel bagagliaio dell’auto, senza spazio per ingombranti ammortizzatori. Velocità di registrazione, prestazioni di elaborazione dell’intelligenza artificiale, raffreddamento efficiente e robustezza sono requisiti fondamentali.

Il DynaCOR 40-36 di Eurotech è un computer AI HPEC (High Performance Edge Computer) robusto e certificato per automotive. Può essere configurato con un massimo di 4 GPU NVIDIA A30 e dispone di 2 interfacce 100GbE, oltre a fornire una capacità di archiviazione diretta fino a 4 U.2 NVMe.

In un caso reale, tre DynaCOR 40-36 sono stati combinati con un DynaCOR 40-35 che funge da server di storage, con gli switch DynaNET 100G-01 e DynaNET 10G-01 per il networking Layer 3 con latenza minima, distribuzione del carico in tempo reale ed elaborazione dei dati.

Il raffreddamento a liquido e la robustezza di questi sistemi consentono un uso efficiente in spazi limitati. Con il pieno utilizzo dello switch a 16 porte, è possibile ottenere fino a 1.920 TB di capacità di storage NMVe o fino a 4.992 TFLOPS (GPU, TF32) / 21.120 TOPS (GPU, INT8) di prestazioni di calcolo.

ADAS - Edge AI inference