Bilinmeyen Teknoloji: Yeni Nesil Edge AI Cihazları

PiezoMEMS’den haberiniz olmayabilir — ancak bu küçük, oyun değiştirici teknolojinin yeni uygulamaları, edge’deki AI’nın geleceğini yeniden şekillendirmeye hazır.

2023 yılında, araştırmacılar tahmin etti ki, bir görüntü oluşturmak için kullanılan generatif yapay zeka (genAI), bir akıllı telefonyi şarj etmek kadar enerji tüketiyor. Şimdi, akıllı telefonunuzla AI görüntüleri oluşturun.

AI, akıllı telefonlar ve AR gözlükleri gibi edge cihazlarına kaydıkça, en çekici ve yaygın uygulamalar muhtemelen gerçek zamanlı, kişiselleştirilmiş ve bağlam bilinci deneyimleri etrafında dönecek. Bu cihazlar her zaman bizimle birlikte, bu nedenle AI, kameralar, mikrofonlar, GPS, ivmeölçerler gibi sensörlerini kullanarak sorunsuz, düşük gecikme çözümleri ve deneyimleri sunabilir.

AI’ı gerçek zamanlı bağlamsal yardım sağlayan her zaman mevcut bir yardımcı olarak düşünün. Akıllı telefonlarda, bu, konuşmalar veya seyahat sırasında anlık dil çevirisi anlamına gelebilir, örneğin kameranızı bir tabela üzerinde odaklayabilirsiniz ve anadilinizde bir üst yazı alabilirsiniz. AR gözlükleri için daha da önemlidir – bir şehirde yürüyorsunuz ve tarihi bilgiler, restoran eleştirileri veya navigasyon ipuçları gibi şeyler sizin ilgi alanlarınıza göre uyarlanarak görünümünüze yansıtılıyor ve hiçbir cihaza dokunmanıza gerek yok. Edge AI, verileri yerel olarak işlediğinden, bu güven ve veri gizliliği için bir kazanç.

Edge AI’nin vaadi açık ve çekici olsa da, donanım zorlukları devam ediyor.

• 1. Termal Zorluk: AI veri merkezleri gibi, edge AI cihazları termal olarak sınırlı, MIPS / hesaplama ile sınırlı değil. Akıllı telefonlar zaten termal sınırlarına ulaştı; edge AI özellikleri bu sorunu daha da artırıyor. Aynı şey AR gözlükleri için de geçerli, daha fazla hesaplama, optik ve mikro ekran entegre edildiğinde.
• 2. Boyut/Ağırlık/Form Faktörü: Bu, AR gözlükleri için devasa bir zorluk, üreticiler tüm gün giyilebilecek konforu (ağırlık) gerekli elektronik ve pil ömrü (performans) ile dengelemeye çalışırken, aynı zamanda moda öncüsü, şık bir form faktörüne ulaşmaya çalışıyorlar.
• 3. Konuşma AI Ses Kalitesi: Ses, özellikle AR gözlüklerinde, hızlı, elsiz çalışmaya izin verdiği için baskın bir arayüze sahip olacak, ancak geleneksel bobin hoparlörler kalın ve hantaldır (2. zorluğa bakın) ve sıkı, kısıtlanmış alanlarda maksimum potansiyellerine ulaşmazlar. Ayrıca, relativ olarak zayıf parça-parça tutarlılıkları, gizlilik ve konuşma odak modları gibi değer ekleyen DSP özellikleri üzerinde olumsuz etkileri vardır.

Ancak, edge cihazlarında – akıllı telefonlar, AR gözlükleri ve diğer mobil cihazlar – genAI gerçekleştirmeye yönelik çılgın yarış devam ediyor. Deloitte’deki araştırmacılar, genAI özellikli akıllı telefonların payının bu yıl sonuna kadar gönderilerin %30’unu aşabileceğini tahmin ediyor. Yeni bir genAI güçlendirilmiş akıllı gözlük kategorisi için bile konuşmak gerekmez.

Kenar cihazlarında çözümün bir kısmı, onları oluşturan elektroniklerin yeniden hayal edilmesinden geliyor.

PiezoMEMS Bileşenleri Kenar AI’yi Etkinleştirir

PiezoMEMS teknolojisi, kenar cihazlarındaki genAI zorluklarını ele alır. Sadece ne yaptığından değil, nasıl yapıldığından da dolayı.

PiezoMEMS, mikro-elektronik sistemler teknolojisinin bir uygulamasıdır ve elektrik enerjisini hareket haline getirmek için piezoelektrik malzemeleri kullanır, esasen bir voltaj kontrollü hava kaynağıdır. PiezoMEMS bileşenleri, güvenilir, stabil ve yüksek derecede uniform bir yarı iletken işlemiyle üretilir, bu da küçük, 1 milimetre kalınlığında bir yonga paketinde yüksek verimli, maliyet efektif mikroelektroniklerin toplu üretimine olanak sağlar.

Kenar AI Isı Yönetimi için Etkin Soğutma

Ultrasonik piezoMEMS silikon aktüatörler şimdi, ince, alan kısıtlamalı elektronik sistemleri soğutma amacıyla tamamen sessiz, titreşimsiz hava darbeleri pompalamak için mevcuttur – temelde bir yonga上的 bir fan.

Kenar AI edge cihazları soğutması açısından etkileri derin. İlk piezoMEMS mikro-soğutma fanı geleneksel fanlardan %96 daha küçük ve daha hafiftir ve akıllı telefonlar ve AR gözlükleri içinde sığabilecek kadar küçük ve ince olan tek aktif termal yönetim cihazıdır, yüzey ve bileşen sıcaklığını %15-30 daha serin tutarken, hesaplama işlemlerini uzun süreler boyunca zirve performansında çalıştırılmasını sağlar.

PiezoMEMS Hoparlörler Konuşma AI Arayüzü Olarak

Boyut ve Ağırlık: piezoMEMS hoparlörler, geleneksel bobin hoparlörlerle eşdeğer veya daha iyi bir ses seviyesi (ses basıncı düzeyi [SPL]) üretebilir, ancak boyut, kalınlık ve ağırlık açısından çok daha küçük bir boyutta. Bu yeni hoparlörün AI özellikli gözlüklere uygulanması, ürün tasarımcılarını daha önce bu makalede belirtilen kutsal kase dengesine yaklaştırabilir.

İki örnek var. Birincisi, 1 milimetre kalınlığında olan piezoMEMS hoparlör, geleneksel bobin hoparlörlerden yaklaşık %70 daha ince, bu da gözlüklerin kollarının daha ince ve daha şık olmasını sağlar.

İkincisi, gözlüklerin ideal ağırlığının 30 gram olduğu önerildi, böylece tüm gün giyilebilecek konfor sağlanabilir. AI gözlüklerinde, geleneksel bobin hoparlörler genellikle her biri yaklaşık 2 gram ağırlığındadır. Her gözlük kolunda birer tane (toplam 4 gram) bulunan hoparlörler, sistemin toplam ağırlığının yaklaşık %15’ini oluşturur. PiezoMEMS hoparlörler, her biri yaklaşık 150 miligram ağırlığında, hoparlörler tarafından katkıda bulunulan ağırlığın %90’ından fazlasını kaldırabilir, böylece AR gözlüklerini 30 gram hedefine yaklaştırabilir.

Ses Netliği. Boyut ve ağırlığının yanı sıra, piezoMEMS hoparlörler ses deneyimini geliştirir. Sadece açık havada yeterli ses seviyesi üretmekle kalmazlar, aynı zamanda konuşma akıcılığı ve netliği için önemli olan yüksek frekansların yeniden üretiminde de üstün performans gösterirler. Bu, piezoMEMS’in geleneksel hoparlör tasarımlarına kıyasla neredeyse hiç faz kayması olmadan daha hızlı bir mekanik tepki vermesinden kaynaklanmaktadır, bu da sesin net, ayrıntılı ve doğru olduğu anlamına gelir.

Geliştirilmiş DSP Özellikleri. Son olarak, DSP yoğun özellikleri gibi gizlilik modları ve yönlendirilmiş ses, piezoMEMS hoparlörlerle daha iyi performans gösterecektir. Yarı iletken işleminin uniformitesi ve tutarlılığı sayesinde bu hoparlörler, neredeyse ideal parça-parça ses seviyesi ve faz eşleşmesine sahiptir, bu da DSP algoritmasının daha öngörülebilir bir pencere içinde çalışmasını sağlar. Hoparlörden daha az varyasyon ile, DSP algoritmaları daha az işleme yükü ile performansı geliştirebilir.

Kenar AI Cihazlarının Potansiyelini Kilidini Açmak

Sonuçta, tüketici kenar cihazlarına generatif AI’nin gücünü getirmek için önemli bir inovasyona ihtiyaç olacak. Üreticilerin sadece fiziksel sınırları aşmaları değil, aynı zamanda en iyi kullanıcı deneyimini sunmaları da gerekiyor – tüm bunları form faktöründen ödün vermeden.

Yeni piezoMEMS teknolojisi yenilikleri, termal kısıtlamaları ortadan kaldırmaya, konuşma AI için ses netliğini geliştirmeye ve edge AI akıllı telefonları ve AR gözlüklerinin stilini (ince) ve konforunu (hafif) artırmaya olanak tanır.

GenAI ekosistemi geniş ve birbirine bağlı. PiezoMEMS, bir anahtarı olabilir.