Procesory graficzne ogólnego przeznaczenia (GPGPU)

Procesory graficzne dla systemów bezzałogowych

Procesory graficzne ogólnego przeznaczenia (GPGPU) idealnie nadają się do szerokiego zakresu zastosowań związanych z bezzałogowymi statkami powietrznymi (UAV), systemami bezzałogowymi i robotyką. Dzięki zdolności do szybkiego przetwarzania dużych ilości danych idealnie nadają się do obsługi zaawansowanych algorytmów sztucznej inteligencji (AI), uczenia maszynowego, głębokiego uczenia się i wizji komputerowej.

Karty graficzne, które mogą również wykonywać obliczenia tradycyjnie wykonywane przez procesor (CPU) systemu komputerowego, często składają się z większej liczby rdzeni niż procesory, co pozwala na szybsze przetwarzanie. Ich wyspecjalizowany charakter oznacza, że nie muszą one poświęcać zasobów na inne funkcje systemowe, tak jak robi to procesor.

Architektura GPU

W jednym systemie można zainstalować wiele procesorów GPGPU, tworząc architekturę masowo równoległą, która zapewnia wysoką wydajność obliczeniową i może obsługiwać bardzo duże zbiory danych. Konstrukcja sprzętowa procesorów GPU zapewnia również wyjątkowo niskie opóźnienia. Te zalety architektury GPU mogą znacznie zmniejszyć wąskie gardła obliczeniowe, które często występują w tradycyjnych systemach.

Technologia GPU dla zastosowań bezzałogowych

Karta GPGPU Condor-GR5-RTX5000 3U VPX do przetwarzania obrazów z dronów firmy EIZO

Karty GPGPU mogą być instalowane w dronach i robotach w celu ułatwienia funkcji SIGINT (wywiad sygnałowy) i ISR (wywiad, nadzór i rozpoznanie), takich jak rozpoznawanie i klasyfikacja obrazów. Dzięki temu pojazdy bezzałogowe mogą wykonywać szereg autonomicznych zadań, takich jak śledzenie celu, autonomiczna nawigacja oraz wykrywanie i unikanie (DAA). Obliczenia GPGPU mogą również obsługiwać duże ilości danych wymagane do lotów roju dronów i lotów formacyjnych.

Procesory graficzne ogólnego przeznaczenia mogą być również wykorzystywane do zapewnienia dronom i robotom możliwości nawigacji w środowiskach pozbawionych dostępu do GPS i GNSS. Algorytmy takie jak SLAM (jednoczesna lokalizacja i mapowanie) mogą umożliwić pojazdom autonomiczne mapowanie i poruszanie się w swoim otoczeniu dzięki wykorzystaniu danych z czujników, takich jak LiDAR i kamery.

Bezzałogowe pojazdy naziemne (UGV) mogą wykorzystywać przetwarzanie GPGPU nie tylko do autonomicznej nawigacji i omijania przeszkód, ale także do specjalistycznych zadań, takich jak rozpoznawanie improwizowanych urządzeń wybuchowych (IED). Podobnie bezzałogowe statki powierzchniowe (USV) mogą wykorzystywać je do misji takich jak poszukiwanie min.

Procesory graficzne o niskim zużyciu energii, wbudowane i wytrzymałe

Seria Nuvo-9166GC z procesorem graficznym NVIDIA L4 firmy Neousys Technology

Dostępne są specjalistyczne karty GPGPU do systemów wbudowanych, oparte na platformach GPU zoptymalizowanych pod kątem sztucznej inteligencji i przetwarzania obrazu, takich jak chipsety opracowane przez firmę NVIDIA. Oprócz procesora graficznego karty te mogą integrować szereg analogowych i cyfrowych interfejsów wejścia i wyjścia wideo, a także dodatkowe funkcje, takie jak chłodzenie i wbudowane szyfrowanie. Karty mogą być zaprojektowane tak, aby miały niewielkie rozmiary, wagę i pobór mocy (SWaP) i są dostępne w różnych standardowych formatach, takich jak XMC, VPX lub PCIe.

Dostępne są również wytrzymałe karty GPU, które zostały specjalnie zaprojektowane, aby wytrzymać trudne warunki panujące w robotyce i systemach bezzałogowych. Karty te mogą być zaprojektowane zgodnie ze specyfikacjami wojskowymi, takimi jak MIL-STD-810 dotycząca odporności na wstrząsy i wibracje.