Nvidia Jetson TK1: mobilny superkomputer dla systemów wbudowanych

Nvidia zaprezentowała na targach GTC 2014 platformę deweloperską Jetson TK1, która bazuje na pierwszym mobilnym superkomputerze i znajdzie zastosowanie w systemach wbudowanych z przetwarzaniem obrazu i danych w czasie rzeczywistym – konstrukcja ta może się zatem sprawdzić przy tworzeniu nawigacji dla robotów, przenośnych urządzeń USG dla lekarzy, a także oprogramowania, które umożliwia dronom unikanie ruchomych obiektów, a samochodom wykrywanie pieszych.

Pakiet deweloperski platformy Jetson TK1 osiąga moc obliczeniową rzędu 326 GFLOPSów, która jest trzykrotnie większa od tej, jaką cechują się podobne platformy zintegrowane. Oprócz wysokiej wydajności deweloperzy otrzymują także pełen zestaw narzędziowy do pracy w języku C/C++ bazujący na architekturze CUDA – najpopularniejszej na świecie platformie do obliczeń równoległych. Dzięki temu tworzenie oprogramowania dla tej platformy jest dużo łatwiejsze, niż w przypadku układów FPGA lub wyspecjalizowanych procesorów ASIC i DSP wykorzystywanych w obecnych systemach wbudowanych.

„Jetson TK1 pozwala wkroczyć w przyszłość, w której maszyny potrafią przystosować się do swojego otoczenia w czasie rzeczywistym i prowadzić z nim interakcję", powiedział Ian Buck, wiceprezes ds. akcelerowanych obliczeń w firmie Nvidia. „Platforma ta umożliwia deweloperom pełne wykorzystanie komputerowego przetwarzania obrazu w urządzeniach mobilnych, wprowadzając wydajność godną superkomputerów do urządzeń zużywających niewiele energii.”

Jetson TK1 to pierwsza platforma programistyczna dla układu Tegra K1, który zaprezentowano w styczniu na międzynarodowych targach CES 2014. Posiada ona 2GB pamięci operacyjnej oraz złącza USB 3.0, HDMI 1.4, Gigabit Ethernet, dźwiękowe, SATA, miniPCIe oraz gniazdo na kartę pamięci SD.

Głównym układem zestawu deweloperskiego Jetson TK1 jest procesor mobilny Tegra K1, bazujący na 192 rdzeniach wykorzystujących architekturę Kepler – tej samej, którą wykorzystano w najszybszym superkomputerze w Stanach Zjednoczonych Titan, działającym w Oak Ridge National Laboratories, a także w kolejnych 10 najbardziej sprawnych energetycznie superkomputerach na świecie.

Dodatkowo oferuje on wsparcie dla zestawów oprogramowania w tym OpenGL 4.4 oraz zestawy narzędziowe CUDA/VisionWorks. Zawarto w niej też pełen pakiet narzędzi do programowania i profilowania oraz przygotowano ją fabrycznie do obsługi kamer oraz innych urządzeń peryferyjnych. Platforma jest także wspierana przez partnerów firmy Nvidia, w tym Avionic Design, GE Intelligent Platforms, ICD, SECO oraz Toshiba DME.

Zestaw deweloperski Jetson TK1 został od podstaw zaprojektowany z myślą o architekturze CUDA, z którą pracuje obecnie ponad 100 000 deweloperów w ponad 8000 instytucjach (zajęcia z programowania przy użyciu tej architektury prowadzą obecnie najlepsze uniwersytety w 62 krajach) i zawiera narzędzia niezbędne do szybkiego rozwoju i wdrażania systemów wymagających dużej mocy obliczeniowej. Konstrukcja ta jest w pełni obsługiwana przez zestaw narzędziowy CUDA 6.0 dla programistów, w tym także przez narzędzia do debugowania i profilowania, umożliwiające tworzenie masowo równoległych aplikacji. Architektura CUDA 6 zawiera także akcelerowane biblioteki firmy Nvidia do liczenia szybkiej transformacji Fouriera, algebry liniowej, operacji na macierzach rzadkich oraz obróbki obrazów i materiałów wideo.

Ponadto platforma ta wspiera pakiet Nvidia VisionWorks, który zawiera bogaty zestaw algorytmów do przetwarzania obrazów, przyspieszając proces tworzenia aplikacji. Są to m.in. funkcje akcelerowane przez architekturę CUDA stosowane w takich dziedzinach jak robotyka, rzeczywistość rozszerzona, fotografia obliczeniowa, interakcja człowiek-komputer oraz zaawansowane systemy wspomagania kierowcy (ADAS).

Specyfikacja procesora Nvidia Tegra K1:

• Architektura: Nvidia Kepler (192 rdzenie CUDA)
• Procesor: ARM Cortex-A15 "r3" (Nvidia 4-Plus-1)
• Maksymalna częstotliwość taktowania: 2,3 GHz
• Pamięć: DDR3L oraz LPDDR3
• Maksymalna pojemność pamięci: 8 GB (40-bitowe rozszerzenie adresu fizycznego)
• Wyświetlanie: LCD 3840x2160, HDMI 4K (UltraHD, 4096x2160)
• Wymiary/rodzaj obudowy: 23x23 FCBGA, 16x16 S-FCCSP, 15x15 FC PoP
• Technologia produkcji: 28 nm

Zestaw programistyczny Nvidia Jetson TK1 już jest dostępny w przedsprzedaży, a jego wysyłki planowane są na kwiecień. W Stanach Zjednoczonych można go zamówić poprzez witrynę internetową producenta oraz w sklepach Microcenter i Newegg w cenie 192 dolarów, natomiast zamówienia w Europie przyjmują firmy Avionic Design, SECO i Zotac. Wielu deweloperów i producentów systemów w branży przemysłowej, robotyce i medycynie już wyraziło zainteresowanie tą platformą programistyczną.

Źródło: Nvidia, AnandTech (foto)