GreenWaves presenta GAP9: acelerador IA ultra‑low‑power de 50 mW y 50 GOPS

LONDRES – GreenWaves ha anunciado GAP9, el acelerador IA ultra‑low‑power de próxima generación que reduce el consumo de energía en un factor de cinco comparado con su predecesor GAP8, mientras maneja cargas de trabajo de redes neuronales diez veces mayores. El chip entrega hasta 50 GOPS con un consumo total de apenas 50 mW, gracias a refinamientos arquitecturales y un proceso 22 nm FD‑SOI de vanguardia de GlobalFoundries.

Dirigido a inferencia IA en el edge, GAP9 destaca en nodos de sensores IoT alimentados por batería. GreenWaves reporta que el chip puede ejecutar MobileNet V1 en imágenes de 160 × 160 píxeles con factor de escalado de canales 0,25 en solo 12 ms, consumiendo 806 µW por frame por segundo.

Basada en Grenoble, Francia, GreenWaves seleccionó el proceso 22 nm FDX FD‑SOI de GlobalFoundries para suprimir aún más el uso de energía en una arquitectura ya eficiente.

“Para GAP9, refinamos la arquitectura GAP8 usando feedback de clientes mientras nos movemos a un proceso semiconductor líder de mercado”, dijo Martin Croome, VP de Marketing en GreenWaves. “Aprovechamos la capacidad de body‑biasing de FD‑SOI para lograr consumo de energía aún menor.”

Mejoras arquitecturales

GAP9 incorpora varias mejoras clave:

• Conteo y distribución de núcleos: Diez núcleos RISC‑V ahora impulsan el chip. Un núcleo funciona como controlador de fabric y motor de cómputo de baja intensidad, mientras los nueve restantes forman un clúster de computación con área de datos L1 compartida. El núcleo más nuevo actúa como master de grupo de tareas, orquestando movimientos de memoria y coordinando los otros ocho núcleos.
• Expansión de memoria: La RAM interna se ha triplicado a 1,6 MB, y el ancho de banda de memoria se ha incrementado a 41,6 GB/s para L1 y 7,2 GB/s para L2.
• Velocidad de reloj: GAP8 operaba a 175 MHz; GAP9 correrá a o cerca de 400 MHz, entregando un salto sustancial de rendimiento.
• Innovaciones en estados de potencia: Nuevos estados, incluyendo un modo “dozy” que mantiene consumo bajo 1 mW mientras se adquieren datos, permiten wake‑up rápido vía regulador low‑dropout. Esto reduce time‑to‑first‑instruction a solo unos microsegundos, una mejora dramática sobre el retraso de ~700 µs de GAP8 causado por estabilización del convertidor DC‑DC.
• Punto flotante transprecision: Los diez núcleos soportan IEEE 16‑ y 32‑bits punto flotante, más formatos adicionales de 8‑ y 16‑bits con vectorización. Esta flexibilidad reduce demandas energéticas para algoritmos que requieren aritmética de punto flotante.
• Vectorización cuantizada: GAP9 introduce operaciones vectorizadas de 4‑bits y 2‑bits, atendiendo aplicaciones que explotan cuantización profunda.
• Interfaz de audio: El chip ahora incluye interfaces de audio multi‑canal bidireccionales, expandiendo su utilidad en despliegues IoT centrados en audio.

La arquitectura del chip IA ultra‑low‑power GAP9 de GreenWaves ahora usa 10 núcleos RISC‑V (Imagen: GreenWaves)

GAP9 está programado para producción en masa en 2021, con muestras tempranas esperadas en la primera mitad de 2020. Croome señaló que el chip llevará una prima de precio de aproximadamente 50 % comparado con GAP8. A pesar del coste mayor, la compañía anticipa que ambos productos servirán segmentos de mercado distintos en adelante.