Serverinės klasės AOI architektūra pertvarko pramoninį Edge AI

Kitos kartos pramonės automatizavimas: kaip serverio lygio architektūra iš naujo apibrėžia aukščiausios klasės automatizuotą optinę patikrą

Pažangi puslaidininkių gamyba reikalauja beprecedenčio tikslumo, greičio ir patikimumo iš šiuolaikinių gamyklų automatizavimo sistemų. Kai plokštelės sumažėja žemiau 2 nm ribos, tradicinė mašininio regėjimo infrastruktūra sunkiai spėja su augančiais apdorojimo reikalavimais. Todėl aukščiausios klasės automatizuota optinė patikra (AOI) tapo svarbia pramoninių Edge AI sistemų dalimi. Ši technologija leidžia identifikuoti mikro daleles ir sudėtingai rekonstruoti 3D struktūras aukštos tankio pakuotėms, tokioms kaip Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWoS). Norint išlaikyti maksimalų pralaidumą, pramonė turi pereiti prie naujos kartos skaičiavimo architektūrų.

Tradicinių valdymo sistemų apribojimai šiuolaikinėse regėjimo programose

Standartiniai pramoniniai kompiuteriai (IPC) ilgą laiką buvo gamyklų automatizavimo ir pagrindinės mašinų kontrolės pagrindas. Tačiau šios senstelėjusios sistemos kenčia nuo nepakankamo PCIe kanalų skaičiaus ir siauro komunikacijos pralaidumo. Šis infrastruktūros apribojimas dažnai sukelia duomenų kamščius ir sistemos nestabilumą daugiafunkcinių kamerų patikros ciklų metu. Nors įprasta DCS arba PLC sistema efektyviai valdo standartinius operacinius duomenis, aukščiausios klasės AOI sistemos generuoja milžiniškus duomenų srautus. Todėl inžinieriams reikalinga tvirtesnė apdorojimo architektūra, kad būtų išvengta brangiai kainuojančių paketų praradimų ir vietinių aparatūros gedimų.

Pralaidumo kamščių įveikimas naudojant serverio lygio skaičiavimo architektūrą

Norint pasiekti tikslumą žemiau 2 nm, pažangios patikros platformos reikalauja itin didelio pralaidumo, viršijančio 100 Gbps vienai sistemai. Laimei, serverio lygio skaičiavimo architektūros integracija veiksmingai sprendžia senos aparatūros duomenų pralaidumo apribojimus. Šiuolaikinės sistemos naudoja aukšto greičio protokolus, tokius kaip CoaXPress ir CoaXPress-over-Fiber (CXPoF), kad valdyti didelį daugiafunkcinių kamerų darbo krūvį. Be to, ši prieiga suteikia inžinieriams daugiau nei 100 PCIe kanalų ir kelias plėtros lizdus. Dėl to įmonės gali sujungti kelias apdorojimo užduotis į vieną kompaktišką aparatūros bloką.

Galios stabilumo ir šilumos valdymo iššūkių sprendimas

Pereinant prie aukštos spartos aparatūros, valdymo kambaryje atsiranda reikšmingi galios suvartojimo ir šilumos valdymo iššūkiai. Serverio lygio sistemos suvartoja didelį bazinį energijos kiekį, o aukščiausios klasės GPU gali sukelti didžiulius momentinius galios pikus. Šie staigūs šuoliai dažnai sukelia įtampos kritimus, skaitmeninio signalo iškraipymus ir netikėtus sistemos perkrovimus. Norint pašalinti šias kritines rizikas, sistemų dizaineriai privalo griežtai laikytis naujausių PCIe Gen 5.0 ATX 3.1 specifikacijų. Be to, įgyvendinant tankius 4U korpusų išdėstymus su optimizuotu oro srautu, išvengiama šiluminio sulėtėjimo intensyvių AI darbo krūvių metu.

Techninė ADLINK ISB-W890 platformos analizė

ADLINK ISB-W890 serverio lygio platforma siūlo specializuotą aparatūros sprendimą intensyvioms duomenų apdorojimo grandinėms. Kaip pagrindinė AXE šeimos dalis, ši mašina turi 11 PCIe plėtros lizdų, palaikančių iš viso 128 PCIe kanalus. Be to, visi PCIe kanalai tiesiogiai nukreipiami į CPU, kad būtų sumažintas perdavimo delsimas realaus laiko vaizdų analizės metu. Pilnas atitikimas ATX 3.1 specifikacijai užtikrina visišką sistemos stabilumą maksimalios GPU apkrovos metu. Platforma taip pat siūlo platų jungčių spektrą, įskaitant kelias MCIO grupes, 10 USB prievadų ir 5 COM prievadus.

Autoriaus požiūris: DMA strateginė reikšmė kognityvinei patikrai

Iš automatizavimo inžinerijos perspektyvos, tikrasis ISB-W890 proveržis slypi jo optimizuotoje atminties architektūroje. Naudojant specializuotus tiesioginės atminties prieigos (DMA) variklius, iš anksto patvirtinti rėmelių paėmėjai gali visiškai apeiti CPU. Ši aparatūros konfigūracija rašo žalius vaizdo duomenis tiesiai į sistemos atmintį arba aktyvų GPU. Dėl to visiškas CPU atlaisvinimas leidžia skirti kritinius apdorojimo ciklus išskirtinai sudėtingiems defektų klasifikavimo algoritmams. Mano nuomone, ši architektūra užpildo tradicinę spragą tarp didelio greičio fizinės patikros ir kognityvinės Edge AI analizės.

Pramonės automatizavimo taikymo scenarijus: pažangi pakuočių patikra realiu laiku

Ši seka iliustruoja, kaip ADLINK ISB-W890 veikia šiuolaikinėje automatizuotoje puslaidininkių pakuočių linijoje:

1. Daugiaplanis įrašymas: Didelio greičio CoaXPress kameros vienu metu fiksuoja šešių pusių 3D vaizdus CoWoS plokštelės surinkimo metu transportavimo metu.
2. Be delsos perdavimas: Euresys Coaxlink rėmelių paėmėjas nukreipia milžinišką 100 Gbps duomenų srautą tiesiai į GPU per DMA variklius.
3. Edge AI apdorojimas: Trys pilno dydžio x16 GPU kortelės lygiagrečiai vykdo mašininio mokymosi modelius, kad realiu laiku aptiktų mikro iškilimų nesutapimus.
4. Uždaro ciklo grįžtamasis ryšys: ISB-W890 akimirksniu perduoda bet kokių aptiktų defektų koordinates pagrindiniam PLC per gamyklos tinklą.
5. Automatinis rūšiavimas: Vietinė valdymo sistema automatiškai nukreipia pažeistus mikroschemas į antrinę perdirbimo stotį, nesustabdydama pagrindinės gamybos linijos.