Processeurs graphiques à usage général (GPGPU)

Processeurs graphiques pour systèmes sans pilote

Les processeurs graphiques à usage général (GPGPU) sont idéaux pour une large gamme d’applications liées aux UAV (véhicules aériens sans pilote), aux systèmes sans pilote et à la robotique. Grâce à leur capacité à traiter rapidement de grandes quantités de données, elles sont idéales pour exécuter des algorithmes sophistiqués d’intelligence artificielle (IA), d’apprentissage automatique, d’apprentissage profond et de vision par ordinateur.

Cartes graphiques capables d’effectuer des calculs qui seraient traditionnellement effectués par le processeur (CPU) d’un système informatique, les GPU sont souvent composés de plus de cœurs que les CPU, ce qui permet un traitement plus rapide. Leur nature spécialisée signifie qu’ils n’ont pas à consacrer de ressources à d’autres fonctions du système comme le fait un CPU.

Architecture GPU

Plusieurs GPGPU peuvent être installés dans un même système, formant une architecture massivement parallèle qui offre une puissance de calcul très efficace et peut traiter des ensembles de données extrêmement volumineux. La conception matérielle des GPU permet également d’obtenir une latence extrêmement faible. Ces avantages de l’architecture GPU peuvent réduire considérablement les goulots d’étranglement informatiques qui se produisent souvent dans les systèmes traditionnels.

Technologie GPU pour les applications sans pilote

Carte GPGPU Condor-GR5-RTX5000 3U VPX pour le traitement d’images par drone par EIZO

Les GPGPU peuvent être installés sur des drones et des robots afin de faciliter les fonctions SIGINT (renseignement d’origine électromagnétique) et ISR (renseignement, surveillance et reconnaissance), telles que la reconnaissance et la classification d’images. Cela permet aux véhicules sans pilote d’effectuer toute une série de tâches autonomes, telles que le suivi de cibles, la navigation autonome et la détection et l’évitement (DAA). Le calcul GPGPU peut également traiter les grandes quantités de données nécessaires au vol en essaim et au vol en formation des drones.

Les GPU à usage général peuvent également être utilisés pour permettre aux drones et aux robots de naviguer dans des environnements dépourvus de GPS et de GNSS. Des algorithmes tels que le SLAM (localisation et cartographie simultanées) peuvent permettre aux véhicules de cartographier et de se déplacer de manière autonome dans leur environnement en utilisant les données provenant de capteurs tels que le LiDAR et les caméras.

Les UGV (véhicules terrestres sans pilote) peuvent utiliser le traitement GPGPU non seulement pour la navigation autonome et l’évitement d’obstacles, mais aussi pour des tâches spécialisées telles que la reconnaissance d’engins explosifs improvisés (IED). De même, les USV (navires de surface sans pilote) peuvent l’utiliser pour des missions telles que la chasse aux mines.

GPU embarqués, robustes et à faible SWaP

Série Nuvo-9166GC avec GPU NVIDIA L4 par Neousys Technology

Des cartes GPGPU embarquées spécialisées sont disponibles. Elles sont basées sur des plateformes GPU optimisées pour l’IA et le traitement d’images, telles que les chipsets développés par NVIDIA. En plus du GPU, ces cartes peuvent intégrer une gamme d’interfaces d’entrée et de sortie vidéo analogiques et numériques, ainsi que des fonctionnalités supplémentaires telles que le refroidissement et le cryptage intégré. Les cartes peuvent être conçues pour avoir un faible encombrement SWaP (taille, poids et puissance) et sont disponibles dans une gamme de formats standard tels que XMC, VPX ou PCIe.

Il existe également des cartes GPU robustes spécialement conçues pour résister aux environnements difficiles auxquels sont confrontés les systèmes robotiques et sans pilote. Ces cartes peuvent être conçues selon des spécifications militaires, telles que la norme MIL-STD-810 pour la résistance aux chocs et aux vibrations.