瞄準物聯網商機,Google新AI晶片Edge TPU跟以往有何不同?
瞄準物聯網商機,Google新AI晶片Edge TPU跟以往有何不同?
2018.07.27 | Google

Google在Google Cloud NEXT 2018活動中宣布推出新AI晶片Edge TPU,這個晶片功能是什麼?和過往的第一代到第三代TPU晶片(又稱為Cloud TPU)哪裡不同呢?

主攻工業物聯網,10月販售開發版套件

根據Google官方部落格資料,Edge TPU是一種低功耗低成本的ASIC晶片,而且體積非常小,小於1美分銅板。ASIC專用晶片和GPU通用晶片比較之下,晶片功耗較低,延遲性也較低,運算效率較高,如Edge TPU在高分辨率影音上可以以每秒30幀的速度,在每幀上同時執行多個AI模型。

另外,Google也將推出Edge TPU開發版套件(module development kit)。其中含有恩智浦CPU、Edge TPU、Wi-Fi功能和加密晶片的開發版在今年10月就會對外販售。

Google也提到Edge TPU將主攻預測性維護、異常檢測、機器視覺、機器人、語音識別等工業物聯網應用場景,除了在工業製造領域,在醫療、零售、智能空間與交通等領域也是用。而LG已經計劃在產品線上使用Edge TPU。

而支援Edge TPU的框架和軟體服務則全都綁定在Google自家的架構之中,打造「封閉的生態系」意圖明顯。希望開發者或企業也會採用Edge TPU後,也會被綁定在Google Cloud服務中。因此在使用上必須搭配Google的 Cloud IoT Edge 軟體,並且針對 TensorFLow 機器學習模型優化。

EdgeTPU新晶片和Google過往推出的TPU晶片不同。Google過往推出的第一代到第三代TPU晶片用途在資料中心,也就是雲端運算的機器學習訓練和推論使用,因此被稱為Cloud TPU,而剛推出的新晶片則用在終端裝置,也就是邊緣運算的推論,也因此Gogole以Edge TPU稱之。

邊緣運算的推論又是什麼意思呢?

什麼是邊緣運算與推論?根據台灣產業分析公司拓墣的描述:邊緣運算可說是物聯網時代下的產物,「邊緣運算在傳統雲端與裝置端的連接中間,多了一層運算層──Edge 端,Edge 其實指的是靠近數據源的運算單位,包括閘道器、路由器,以及硬體底層相關的各種機器、裝置、設備與系統。」

「有了 Edge 端直接針對多裝置、龐大訊息先做擷取、過濾與處理,對裝置端做出回饋與反應,不用讓所有資料都上到雲端,以期在資料量逐漸龐大、重視資訊即時處理傳輸的現代,更能有效率處理資訊,減少事事上雲端所帶來的時間遞延與資料傳輸/儲存成本。」

而推論呢?NVIDIA的官網文章中指出,「深度神經網路進行『訓練』階段,就猶如校園裡的授課活動。就跟大多數人接受教育的理由一樣,神經網路接受教育的理由也是學習怎麼執行工作。更明確一點來說,經過訓練的神經網路會在數位環境裡發揮所學習到的內容,通過應用程式這種簡單的型態來辨識影像、人類語言、血液疾病,或建議人們下一雙可能會買的鞋子等等。這個速度更快、效率更高的神經網路會按照訓練過的內容,猜想新資料的走向。在人工智慧圈的詞彙裡,這稱為「inference」(推論)。」也因此神經網路模型未經過訓練便不會進行推論。

理解邊緣運算與推論之後,我們回過頭來看Edge TPU。以應用場景來看,Google Cloud首席合作夥伴暨代理商愛卡拉互動媒體共同創辦人暨營運長鄭鎧尹指出:

Edge TPU可以讓整個硬體產業,將雲端的強大運算能力「下載」到本地端的機器上面, 使本地端的機器具備一定的智能。

如一般居家設備或電子設備,能做一定程度的『預測功能』。舉例來說,家中的智慧「門」遇到來客時,並不需要透過網路把人臉丟回「雲端」辨識,而是「門」自己直接就可做完這個辨識。

終端設備無須將資料回傳雲端,就能直接做出預測可以帶來資料安全性更高、延遲速度較小與不受頻寬限制等許多好處,可以提供更好的使用者體驗。以上述的智慧門人臉辨識為例,就可以更快速地提供來客身份確認。

Edge TPU會取代 Cloud TPU?

那EdgeTPU優點這麼多會取代Cloud TPU嗎?也不會。在AI應用場景中,邊緣運算短期內不會取代雲端運算,因為許多高階應用機器學習模型,由於消耗的運算量大,還是需要透過「雲端」訓練機器學習模型,邊緣運算由於硬體成本與環境限制,還是有其運算侷限,也因此若延伸到兩種晶片的關係上,兩者是相輔相成,功能不重疊,是互補關係。

Google在官方部落格中強調:「Edge TPU是設計來讓Google的 Cloud TPU 產品更完整。」如此一來,可以更快地在雲端中訓練機器學習,然後在Edge飛速進行機器學習推演。這讓你的感測器不再只是數據收集器,而是可以做出更在地、即時、智慧的決策。

缺點

不過Edge TPU本質上是ASIC晶片,由於是專用訂製晶片,在AI演算法不斷推陳出新,還沒有到成熟穩定時期,Edge TPU很難克服不同演算法之間的差異性。

關鍵字: #Google
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2025台灣設計展在彰化!直擊「圓未來之行」必看十大亮點:3+1大展區,跨入時空轉換通道,共創未來新可能!
2025台灣設計展在彰化!直擊「圓未來之行」必看十大亮點:3+1大展區,跨入時空轉換通道,共創未來新可能!

亮點一:回溯城市源頭起點,航海語彙彷若時光倒流

「圓未來之行」共分為室內三大展區與一戶外展區,以「與城市一同成長」做為策展主軸,梳理出:「源─緣─圓─合」x時光「過去─現在─未來」串接時代軸線,將彰化的「交通、建設與生活」呈現於展區中。「源」記憶之源展區入口處,是彰化航運貿易的起點,設計語彙透過水波、帆船、引領觀展者漫步前進,從最微觀的早期建材文物看到城市發展的歷史,如:清領時期至日治時期的多樣建築元素與素材,包含:戎克船、壓艙石、福州杉、枕木、酒甕,回望彰化的源頭,憶起移居而來的風光繁榮。

亮點二:光雕沙盤演譯交通建設願景,點亮未來發展藍圖

「緣」的轉譯之間,以「連結」為核心主題。居民與城市透過交通路網緊密相繫,象徵彰化從人與地的互動中,編織出發展的脈動。〈脈動彰化〉展項以光雕技術投影於立體沙盤模型上,生動演繹「一軸一環雙樞紐四引擎」的整體建設願景。
隨著各交通樞紐依序點亮,縣域交通網絡的節奏逐步展開,城市與鄉鎮間的連結脈絡清晰浮現,展現彰化邁向均衡發展、共榮未來的宏觀藍圖。

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〈脈動彰化〉以光雕技術生動演繹「一軸一環雙樞紐四引擎」的整體建設願景。
圖/ 彰化縣政府

亮點三:模型x互動表述社群共融,實踐宜居生活的想像

以等比縮小建築模型結合互動展示,呈現伸港基地新時代青年住宅與社會住宅的「租售共融」模式,觀展者可透過互動深入瞭解青宅社宅共居的設計意圖與社會影響,感受彰化如何回應居住正義與社會福祉的生活需求,看見宜居城市的生活模樣。

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〈宜居共築所〉展示伸港基地「青宅+社宅共居」的創新政策。
圖/ 彰化縣政府

亮點四:鹿江綠建築校園AR互動,亮相生態x教育x文化的交織成果

教育是宜居生活的一大環節。「鹿江綠建築校園」透過立體模型結合互動呈現:未來綠學園─教育x永續x建築示範,將綠建築結合AR增強影像互動,觀展者用手機對準模型,即可看到校園的環境永續設計特點,讓綠建築不僅是獲獎的優秀成果,更是一個精心設計的教育實踐。

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本次作為【圓未來之行】展區的鹿江國際中小學,即是榮獲公共工程金質獎的綠建築場域,民眾可透過掃描模型上的標示點探索其中的永續設計。
圖/ 彰化縣政府

亮點五:你看不見的城市隱形治理設計,一地多用校園複合蓄洪池

展區中,將「全國首創校園複合蓄洪場─地下停車場兼蓄洪池」,透過立體模型結合電控薄膜,呈現蓄洪場域與生活場域的結合。看資源如何整合應用,超越既定印象,創造一地多用,融合教育、社區、防洪機能的複合設計新模範,表達城市韌性設計的新可能。

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〈全齡照護網〉展示一站式長照大樓,民眾走至定位即可揭露對應設施的照護服務。
圖/ 彰化縣政府

亮點六:回應健康共融的生活型態,窺見一站式長照大樓、共融公園等

健康共融的生活型態,城市是如何回應的呢?展區中也將呈現城市「全齡共享」的生活設計典範,讓不同的年齡層,都能被承接、照護與支持,展出:因應共融需求而設計的一站式長照大樓,內含不老健身房、托嬰與育兒親子館、長照創新等多項措施,只要踩在地上互動點位,便會亮起相應服務的大樓樓層,完整了解一站式長照大樓的服務項目。此外,也設計了「反應力x不老健身房」、「全民運動」等互動感應投影遊戲,以及未來「共融式遊戲場」投票選擇,表達未來城市規劃意向,提供參與城市共融的連結與共造,傳遞永續、人本兼容並蓄的溫柔回應。

亮點七:探索時間如何轉譯新生?走進老屋再造活化空間

展區概念中,回應300年的城市建設新舊共生,「時光新生所」打造出「老屋點燈造型故事屋」,精選五組代表案例,從老屋前身到改造過程,以及此刻的成果,看見老屋與社區、青年與夢想、創業與創新,透過建築再造表達當代生活的新生命與城市活力。

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〈時光新生所〉以翻牌形式呈現老屋整修前後的使用對比。
圖/ 彰化縣政府

亮點八:情境式體驗未來車廂,城市藍圖引導對未來的渴望期盼

當過去、現在被梳理完整後。未來會是什麼呢?「未來城市展區」則以縫合、綻放、圓滿、快捷幸福未來為題,透過「情境式劇場」,讓觀展者置身未來車廂中。搭乘未來號看著窗外,播放著目前規劃的未來藍圖,當旅程來到終點,未來就是始於現在的行動。邀請你共同參與種種希望與可能性。

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【圓未來之行】展區內的未來車廂,在車廂兩側呈現城市未來規劃遠景,帶給每位觀展者沉浸式體驗快捷幸福未來。
圖/ 彰化縣政府

亮點九:建築AI互動選擇,未來共創基地展區實驗計畫

彰化縣長王惠美表示,「未來城市的藍圖,必須由民眾共同描繪,唯有大家的想法與創意,才能讓城市更貼近生活、貼近人心。」因此,「未來城市共創基地」設計共創互動環節,以大尺度的城市規劃角度出發,邀請觀展者共同打造屬於彰化的未來城。
以彰交特定區為城市共創背景,觀展者能透過平板互動,依需求、喜好選定主題類型與建築,如:該區域希望如何發展?公園綠地(共融公園、生態濕地)、產業經濟(百貨商場、研發大樓)、休閒育樂(美術館、圖書館等),民眾意見將影響城市發展指數,並由 AI 生成建築於畫面上,最終於大顯示螢幕上看到共創未來城市的樣貌。
透過互動體驗,民眾得以反思發展過程中經濟建設與生活環境的平衡取捨,展項最終會將互動成果整理成報告做為縣府施政參考,此區域的未來,將是共創而生的實驗基地。

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〈未來城市共創基地〉可透過平板互動生成多種建築,邀請民眾一同建設未來的理想城市。
圖/ 彰化縣政府

亮點十:戶外串聯生態作品區,看行動如何實踐永續?

最終,來到更宏觀的探討彰化未來城市的環境,傳遞三大核心:未來想像、智慧永續循環、綠色療癒,將其展現於生態設計作品中的〈魚的肚子是我們的生活〉、〈往事河光.未來亭〉、〈漂泊之所〉,分別呈現自然環境保護,由在地師生共創孕生作品、以太陽能系統呈現未來資源的自給自足,及將彰化歷史重要的戎克船體轉化休憩裝置。回扣彰化的起點主軸:生態環境與幸福宜居生活,完成一趟精彩的「圓未來之行」體驗。

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【圓未來之行】戶外展區中的展品:〈魚的肚子是我們的生活〉,呼籲大眾綠色環保、永續循環的重要性。
圖/ 彰化縣政府

採訪・撰文/楊喻婷
【彰化縣政府廣告】

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