Lyhyt kuvaus: DFI kehitti pienikokoisen Industrial Pi -tietokoneen reunalaskentaan ja tekoälysovelluksiin. Laitteisto on suunniteltu jatkuvaan kuvankäsittelyyn vaativissa teollisuusympäristöissä sekä pitkäaikaiseen käyttöön.

1. Yrityksen kuvaus

DFI on teollisuustason tietotekniikan ja laitteiston toimittaja. Yritys valmistaa kestäviä yhden piirilevyn tietokoneita (SBC), jotka on suunniteltu tarjoamaan suorituskykyä ja kestävyyttä vaativissa käyttöolosuhteissa. Tapaustutkimusaineistossa ei mainita yrityksen tarkkaa kokonaishenkilöstömäärää.

2. Mikä ongelma tekoälyn oli tarkoitus ratkaista?

Teolliset organisaatiot – aina tieverkon hallinnasta suuriin yrityksiin – kohtasivat vakavia huolto- ja elinkaarihaasteita, kun ne luottivat kuluttajatason “Pi”-tietokoneisiin tai kaupallisen tason x86-tikkumallisiin yhden piirilevyn tietokoneisiin. Nämä kaupallisen tason laitteet tinkivät kestävyydestä vaativissa fyysisissä ympäristöissä ja kärsivät lyhyestä tuotetuesta sekä varhaisesta elinkaaren päättymisestä. Erityisesti tieturvallisuussovellukset vaativat jatkuvaa videoseurantaa ja paikallista esikäsittelyä (kuten ajoneuvo-, rekisterikilpi- ja kasvontunnistusta) 10 000–20 000 valokuvalle päivässä äärimmäisissä sääolosuhteissa ilman riskiä odottamattomasta järjestelmän käyttökatkosta tai huoltovirheestä.

3. Miten ongelma ratkaistiin ja millä työkaluilla?

DFI ratkaisi nämä reunalaskennan rajoitteet kehittämällä GHF51-piirilevytietokoneen (sisäisesti lempinimeltään “Industrial Pi”). Piirilevy on rakennettu miniatyyriseen 2,5 tuuman kehikkoon, ja sitä käyttävät AMD Ryzen™ Embedded R1000 -prosessorit. Laitteistoarkkitehtuuri tarjoaa vankan I/O-laajennettavuuden, kattaen HDMI:n, USB 3.0:n ja TPM 2.0:n. Nopeuttaakseen kehittäjien integraatiota entisestään DFI toi markkinoille myös EC90A-GH-minitietokoneen – plug-and-play-reunalaskentakotelon, joka on rakennettu suoraan GHF51-emolevyn ympärille ja joka poistaa kokonaan fyysiset tärinä- ja lämmönhaihdutusongelmat.

4. Mitä tuloksia saavutettiin?

Laitteistointegraatio mahdollisti onnistuneesti älykkäille suorituskykyisille kameroille 10 000–20 000 kuvan (200–300 kt kukin) luotettavan päivittäisen tallennuksen ja paikallisen käsittelyn suoraan reunalla, jopa liikenteen ruuhkahuippujen aikana. Kestävä arkkitehtuuri mahdollisti liikenneseurantajärjestelmien sujuvan toiminnan ulkona kestäen ankaraa altistumista auringolle, tuulelle ja sateelle. Lisäksi kohdistamalla tuotantosyklinsä AMD:n pitkän aikavälin sulautettujen komponenttien saatavuuteen DFI pidensi GHF51:n taatun toimitus- ja tukiajan 10 vuoden mittaiseksi (aina vuoden 2030 alkuun asti), mikä yksinkertaisti dramaattisesti pitkän aikavälin käyttöönotto- ja huoltotoimintaa tieturvallisuus- ja kasvontunnistusjärjestelmille maailmanlaajuisesti.

5. Mitä ongelmia ilmeni?

Tapaustutkimus ei mainitse negatiivisia toiminnallisia virheitä, suunnitteluvirheitä tai toteutushäiriöitä kehityksen aikana. Siinä korostetaan, että päähaaste oli suunnitella äärimmäisen kompakti emolevy, joka mahtuu 2,5 tuuman tilaan tarjoten silti suorituskykyistä x86-laskentaa joutumatta kärsimään lämmönhaihdutus-, tärinä- ja lyhyiden komponenttien elinkaariongelmista, jotka ovat tyypillisiä kuluttajaelektroniikalle.

6. Aika- ja rahainvestoinnit

Dokumentaatiossa ei mainita tarkkoja taloudellisia investointilukuja tai T&K-kustannuksia, joita piirilevytietokoneen suunnittelu vaati. Aikataulun osalta syntynyt tuotesarja takaa vakaan 10 vuoden toimitusjakson vuoden 2030 alkuun saakka, mikä varmistaa merkittäviä pitkän aikavälin huoltosäästöjä yritysasiakkaille.

7. Millaista osaamista tarvittiin ja mitä yhteistyökumppaneita käytettiin?

Projekti vaati erikoisosaamista teollisuustason laitteistosuunnittelusta, sulautetusta reunalaskenta-arkkitehtuurista, lämmönhallintasuunnittelusta, nopeasta reunakuvankäsittelystä ja kestävistä laskentajärjestelmistä. Prosessointiteknologiaa toimittanut päästrateginen kumppani oli AMD (Advanced Micro Devices, Inc.), joka hyödynsi AMD Ryzen™ Embedded R1000 -prosessoreitaan.

8. Liiketoimintafunktion luokitus

Projekti liittyy perustavanlaatuisesti tuote-/palvelukehitykseen ja laitteistosuunnitteluun, sillä siinä luotiin uusi fyysinen laskenta-alusta DFI:n teollisen teknologian tuotevalikoimaan. Loppukäyttäjän näkökulmasta se tukee suoraan kenttätoimintoja, ulkoliikenteen hallintaa ja reunatekoälyn infrastruktuureja.

9. Lähde

Case-kuvaus on tekoälyn koostama lähteestä:
DFI’s “Industrial Pi” Single Board Computer leverages AMD Ryzen™ Embedded processors