새로운 에지 AI 디바이스의 뒤에 있는 알려지지 않은 기술

당신은 piezoMEMS를 들어보지 못했을 수도 있지만, 이 작은 게임 체인저 기술의 새로운 응용은 에지의 AI 미래를 재정의할 준비가 되어 있습니다.

2023년에, 연구자들은 생성적 인공 지능(genAI)을 사용하여 이미지 생성이 스마트폰 충전과 같은 에너지를 사용한다고 추정했습니다. 이제, 스마트폰으로 AI 이미지를 생성하는 것을 상상해 보세요.

에지 디바이스(예: 스마트폰, AR 글래스)로 이동함에 따라, 가장 매력적이고 널리 사용되는 AI 응용 프로그램은 실시간, 개인화된, 상황 인식 경험을 중심으로 회전할 것입니다. 이러한 디바이스는 항상 우리와 함께 있으므로, AI는 카메라, 마이크, GPS, 가속도계와 같은 센서를 사용하여 무결점하고 지연 시간이 낮은 솔루션과 경험을 제공할 수 있습니다.

AI를 항상 있는 조수라고 생각해 보세요. 실시간으로 상황에 맞는 도움을 제공합니다. 스마트폰에서 이것은 대화 또는 여행 중에 즉시 언어 번역을 의미할 수 있습니다. 예를 들어, 카메라로 간판을 가리키고 원어로 오버레이를 받는 것입니다. AR 글래스에서는 이것이 더 중요합니다. 역사적인 사실, 음식점 리뷰 또는 내비게이션 큐와 같은 정보를 관심사에 따라 투영하여 기기를 꺼내지 않아도 됩니다. 에지 AI는 데이터를 로컬에서 처리하므로 신뢰와 데이터 개인 정보 보호에 승리합니다.

에지 AI의 약속은 명백하고 매력적이지만, 하드웨어적인 도전이 남아 있습니다.

• 도전 1 – 열: AI 데이터 센터와 마찬가지로 에지 AI 디바이스는 열 제한이 아닌 MIPS/컴퓨팅 제한입니다. 스마트폰은 이미 열 제한에 도달했습니다. 에지 AI 기능은 단순히 문제를 복합적으로 만듭니다. AR 글래스도 마찬가지입니다. 더 많은 컴퓨팅, 광학 및 마이크로 디스플레이가 통합됨에 따라.
• 도전 2 – 크기/무게/폼 팩터: 이것은 AR 글래스에 대한 엄청난 도전입니다. 제조업체는 모든 날 착용할 수 있는 편안함(무게)과 필요한 전자 제품 및 배터리 수명(성능)을 균형 있게 조절하는 것을 목표로 합니다.
• 도전 3 – 대화형 AI 오디오 품질: 음성은 지배적인 인터페이스가 될 것입니다. 특히 AR 글래스에서, 빠르고 손이 자유로운 작동을 허용합니다. 그러나, 기존의 코일 스피커는 두꺼워서(도전 2 참고) 제한된 공간에서 최대 성능을 발휘하지 못합니다. 또한, 상대적으로 낮은 부품 간 일관성이 가치 추가 DSP 기능(예: 개인 정보 보호 및 대화 초점 모드)에 부정적인 영향을 미칩니다.

まだ, 에지 디바이스(스마트폰, AR 글래스, 기타 모바일 디바이스)에서 genAI를 수행하는 열광은 진행 중입니다. 델로이트의 연구자들은 genAI를 사용한 스마트폰의 비중이今年 말까지 출하량의 30%를 초과할 수 있다고 추정합니다. 새로운 genAI를 사용한 스마트 글래스 카테고리에 대해서는 말하지 않습니다.

에지 디바이스에서 부분적인 해결책은 그 안에 들어가는 전자 제품을 재구성하는 것입니다.

피에조 MEMS 구성 요소는 에지에서 genAI를 가능하게 합니다

피에조 MEMS 기술은 에지 디바이스의 genAI 도전에 대처합니다. 그것이 하는 일뿐만 아니라, 그것이 어떻게 만들어지는지에도요.

피에조 MEMS는 마이크로 전기 기계 시스템 기술의 응용으로, 압전 재료를 사용하여 전기 에너지를 운동으로 변환합니다. 본질적으로, 전압 제어 공기源입니다. 피에조 MEMS 구성 요소는 안정적이고 고도로 균일한 반도체 공정으로 제조되어, 효율적이고 비용 효율적인 마이크로 전자 제품을 1 밀리미터 두께의 얇은 칩 패키지로 대량 생산할 수 있습니다.

에지 AI 열 관리를 위한 능동적인 냉각

초음파 피에조 MEMS 실리콘 액추에이터는 이제 얇고 공간이 제한된 전자 시스템의 냉각을 위해 완전히 조용하고 진동이 없는 공기 펄스를 펌핑하기 위해 존재합니다. 본질적으로, 칩上的 팬입니다.

에지 AI 디바이스의 냉각에 대한 영향은 심오합니다. 첫 번째 피에조 MEMS 마이크로 냉각 팬은 전통적인 팬보다 96% 작고 가볍습니다. 스마트폰과 AR 글래스 안에 들어갈 수 있을 만큼 작고 얇은 유일한 능동적인 열 관리 디바이스입니다. 표면 및 구성 요소 온도를 15-30% 더 낮추면서 연장된 기간 동안 최고 성능으로 컴퓨팅을 실행할 수 있습니다.

대화형 AI 인터페이스로 사용되는 피에조 MEMS 스피커

크기와 무게: 피에조 MEMS 스피커는 전통적인 코일 스피커와 동일하거나 더 나은 음압 수준(SPL)을 생산할 수 있지만, 크기, 두께, 무게가 훨씬 작습니다. 이 새로운 스피커를 AI를 사용한 글래스에 적용하면, 제품 디자이너가 앞서 언급한 성능과 스타일의 균형을 더 잘 달성할 수 있습니다.

여기에는 두 가지 예가 있습니다. 첫째, 1 밀리미터 두께의 피에조 MEMS 스피커는 약 70% 더 얇습니다. 전통적인 코일 스피커보다. 이것은 글래스의 팔을 더 얇고 스타일리시하게 만듭니다.

둘째, 글래스의 이상적인 무게는 30 그램으로, 모든 날 착용할 수 있는 편안함을 달성하기 위해 필요합니다. AI 글래스에서, 전통적인 코일 스피커는 일반적으로 각 2 그램입니다. 한쪽 팔에 하나씩(총 4 그램), 스피커는 시스템의 총 무게의 약 15%를 차지합니다. 피에조 MEMS 스피커는 약 150 밀리그램으로, 스피커가 기여하는 무게의 90% 이상을 제거하여, AR 글래스를 30 그램의 목표에 더 가까이 가져옵니다.

오디오 클라리티. 피에조 MEMS 스피커의 작은 크기와 무게 외에도, 오디오 경험을 향상시킵니다. 공기 중에서 충분한 볼륨을 생성할 뿐만 아니라, 음성의 명료성과 클라리티를 개선하는 높은 주파수를 재생하는 데에도 탁월합니다. 이것은 피에조 MEMS가 전통적인 스피커 설계보다 더 빠른 기계적 응답을 제공하고 거의 위상 이동이 없기 때문입니다. 즉, 오디오는 명료하고 자세하며 정확합니다.

향상된 DSP 기능. 마지막으로, 개인 정보 보호 모드와 지향성 음성과 같은 DSP 집중적인 기능은 피에조 MEMS 스피커와 함께 더 잘 작동합니다. 반도체 공정의 일관성과 균일성으로 인해, 이러한 스피커는 거의 이상적인 부품 간 음량과 위상 일치도를 제공하여, DSP 알고리즘이 더 예측 가능한 창을 제공하고 처리 오버헤드를 줄일 수 있습니다.

에지 AI 디바이스의 잠재력을 해방시키기

결국, 에지 소비자 디바이스에 생성적 인공 지능의 힘을 가져오기 위해서는 상당한 혁신이 필요할 것입니다. 제조업체는 물리학을 극복해야만 하고, 사용자 경험을 최적화해야 합니다. 형태를 손상하지 않고.

새로운 피에조 MEMS 기술의 혁신은 열 제약을 제거하고, 대화형 AI를 위한 음성의 명료성을 개선하며, 에지 AI 스마트폰과 AR 글래스의 스타일(얇은)과 편안함(무게)을 향상시키는 가능성을 제공합니다.

genAI 생태계는 광대하고 상호 연결되어 있습니다. 피에조 MEMS는 핵심적인 역할을 할 수 있습니다.