Unità di elaborazione grafica per uso generico (GPGPU)

Unità di elaborazione grafica per sistemi senza pilota

Le unità di elaborazione grafica per uso generico (GPGPU) sono ideali per un’ampia gamma di applicazioni relative a UAV (veicoli aerei senza pilota), sistemi senza pilota e robotica. Grazie alla loro capacità di elaborare rapidamente grandi quantità di dati, sono ideali per eseguire sofisticati algoritmi di intelligenza artificiale (AI), apprendimento automatico, apprendimento profondo e visione artificiale.

Le schede grafiche in grado di eseguire anche calcoli che tradizionalmente sarebbero eseguiti dalla CPU (unità di elaborazione centrale) di un sistema informatico, le GPU sono spesso costituite da un numero di core superiore rispetto alle CPU, consentendo un’elaborazione più rapida. La loro natura specializzata implica che non devono dedicare risorse ad altre funzioni di sistema come fa una CPU.

Architettura GPU

È possibile installare più GPGPU in un unico sistema, formando un’architettura massivamente parallela che fornisce un’elaborazione altamente efficiente e in grado di gestire set di dati estremamente grandi. Il design hardware delle GPU garantisce inoltre una latenza estremamente bassa. Questi vantaggi dell’architettura GPU possono ridurre notevolmente i colli di bottiglia di elaborazione che spesso si verificano nei sistemi tradizionali.

Tecnologia GPU per applicazioni senza pilota

Scheda GPGPU Condor-GR5-RTX5000 3U VPX per l’elaborazione delle immagini dei droni di EIZO

Le GPGPU possono essere installate su droni e robot per facilitare le funzioni SIGINT (signals intelligence) e ISR (intelligence, surveillance and reconnaissance), quali il riconoscimento e la classificazione delle immagini. Ciò consente ai veicoli senza pilota di eseguire una serie di compiti autonomi, quali il tracciamento dei bersagli, la navigazione autonoma e il rilevamento e l’evitamento (DAA). Il calcolo GPGPU è inoltre in grado di gestire le grandi quantità di dati in entrata e l’elaborazione necessarie per lo sciame di droni e il volo in formazione.

Le GPU per uso generico possono anche essere utilizzate per fornire a droni e robot la capacità di navigare in ambienti privi di GPS e GNSS. Algoritmi come SLAM (localizzazione e mappatura simultanea) possono consentire ai veicoli di mappare e viaggiare in modo autonomo all’interno del loro ambiente utilizzando i dati provenienti da sensori come LiDAR e telecamere.

Gli UGV (veicoli terrestri senza pilota) possono utilizzare l’elaborazione GPGPU non solo per la navigazione autonoma e l’evitamento degli ostacoli, ma anche per compiti specializzati come il riconoscimento di IED (ordigni esplosivi improvvisati). Allo stesso modo, gli USV (imbarcazioni di superficie senza pilota) possono utilizzarla per missioni come la caccia alle mine.

GPU a basso SWaP, integrate e robuste

Serie Nuvo-9166GC con GPU NVIDIA L4 di Neousys Technology

Sono disponibili schede GPGPU integrate specializzate basate su piattaforme GPU ottimizzate per l’intelligenza artificiale e l’elaborazione delle immagini, come i chipset sviluppati da NVIDIA. Oltre alla GPU, queste schede possono integrare una gamma di interfacce di ingresso e uscita video analogiche e digitali, nonché funzionalità aggiuntive quali raffreddamento e crittografia integrata. Le schede possono essere progettate per avere un ingombro SWaP (dimensioni, peso e potenza) ridotto e sono disponibili in una gamma di fattori di forma standard quali XMC, VPX o PCIe.

Sono disponibili anche schede GPU rinforzate, progettate appositamente per resistere agli ambienti difficili in cui operano i sistemi robotici e senza pilota. Queste schede possono essere progettate secondo specifiche militari, come MIL-STD-810 per la resistenza agli urti e alle vibrazioni.