Quand l'intelligence artificielle (IA) rencontre l'internet des objets (IOT)
Qu'est-ce que SamourAI ?
Dans un avenir proche, des millions de nœuds de capteurs (IoT) collecteront et partageront des données pour relever les défis que posent la réduction de la consommation d'énergie et le développement durable. Ces nœuds se devront d'être extrêmement efficaces d'un point de vue énergétique pour préserver les batteries des appareils tout en réduisant au minimum les données qu'ils transmettent. La collecte et le traitement des données en local grâce à l'intelligence artificielle sont ainsi essentiels pour répondre à ces impératifs.
SamurAI est un nœud IoT conçu en technologie ST 28 nm FDSOI et doté des composants suivants :Deux sub-systèmes : toujours réactifs et à la demande.
- Deux sub-systèmes : toujours réactifs (AR) et à la demande (OD)
- Processeur de réveil (WuC) : cœur asynchrone basse consommation (délai de réveil de 207 ns)
- Radio de réveil (WuR) : récepteur radio basse consommation (sensibilité de -73 dBm)
- Cœur RISC-V : processeur principal pouvant atteindre 350 MHz et 19 pJ/cycle
- PNeuro : accélérateur d'intelligence artificielle incluant 64 processeurs et d'une efficacité de 1,3 TOPS/W 456 ko de SRAM (dont 40 ko avec rétention)
Applications :
- Bâtiments intelligents : surveillance de l'activité, présence dans les pièces
- Transport de colis : suivi et détection des chocs
- Surveillance des forêts : comptage et classification des animaux
- Santé : surveillance des personnes âgées
- Impact publicitaire : activités humaines et détection des émotions
 Architecture du circuit SamurAI avec les sub-systèmes « Always-Responsive » et « On-Demand (c) CEA-Leti
|  Puissance consommée et leur facteur de réduction en fonction des différents modes d’alimentation.
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Nouveautés :
- Architecture composée de deux sub-systèmes et combiné à la logique asynchrone afin de permettre la réduction de consommation d'énergie du nœud tout en bénéficiant d'un délai de réveil extrêmement rapide de 207 ns (4,8 fois plus rapide que des circuits commerciaux).
- Un accélérateur embarqué d'intelligence artificielle (PNeuro) atteignant 1,3 TOPS/W et 36 GOPS (soit une efficacité 3,5 fois et 5,1 fois supérieure à celle des circuits actuellement sur le marché) est utilisé pour traiter les données en local tout en préservant la confidentialité des informations. Ces informations peuvent être chiffrées grâce à un accélérateur cryptographique (Crypto IP).
- Ce nœud polyvalent est adapté à plusieurs applications IoT exigeant une efficacité énergétique élevée, comme en atteste sa consommation en mode veille, 15 000 fois plus faible qu'en utilisation à pleine puissance (pour une efficacité 2,1 fois supérieure à celle des nœuds IoT actuellement disponibles). Lors d'un test portant sur la surveillance de l'activité au sein d'une pièce, SamurAI a permis de réduire la consommation énergétique totale du système (qui incluait une caméra, un détecteur et un module radio) par 3 grâce aux deux sub-systèmes et par 2,3 lorsque l'accélérateur d'intelligence artificielle a été utilisé à la place du cœur RISC-V. La confidentialité des données collectées a été préservée.
Prochaine étape :