“Edge AI trên không trung: Drone thông minh cần bộ nhớ và dung lượng lưu trữ đến mức nào?”

Sự trỗi dậy của trí tuệ nhân tạo (AI) đã tạo nên cuộc cách mạng trong nhiều ngành công nghiệp, và lĩnh vực máy bay không người lái thương mại (drone) – thường được trang bị các tải trọng chuyên dụng như camera, cảm biến hoặc mô-đun giao hàng – cũng không nằm ngoài xu hướng này. Việc tích hợp AI vào drone thương mại đã mở rộng đáng kể khả năng của chúng, biến chúng từ những thiết bị bay đơn thuần thành những cỗ máy tinh vi, có thể thực hiện các nhiệm vụ phức tạp với độ chính xác cao.

Mở khóa những ứng dụng mới của drone nhờ AI

Một trong những lợi ích chính của AI trong drone thương mại là khả năng tự chủ được nâng cao. Drone được hỗ trợ bởi AI có thể thực hiện các nhiệm vụ mà không cần sự can thiệp của con người, dựa vào các thuật toán tiên tiến để điều hướng, tránh chướng ngại vật và ra quyết định. Khả năng tự chủ này cho phép drone hoạt động trong các môi trường đầy thách thức, chẳng hạn như khu vực thảm họa hoặc các khu vực khó tiếp cận, nơi sự hiện diện của con người có thể gây rủi ro hoặc không thực tế.

Ngoài ra, AI đã cải thiện đáng kể khả năng xử lý dữ liệu của drone thương mại. Được trang bị cảm biến và camera hỗ trợ AI, drone có thể thu thập và phân tích lượng lớn dữ liệu theo thời gian thực. Khả năng này đặc biệt có giá trị trong các ngành như nông nghiệp, nơi drone có thể theo dõi sức khỏe cây trồng, đánh giá điều kiện đất và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, dẫn đến tăng hiệu quả và năng suất.

Trong lĩnh vực logistics, drone hỗ trợ AI đang định hình lại bức tranh giao hàng. Các công ty đang tận dụng AI để tối ưu hóa đường bay, cho phép giao hàng kịp thời và tiết kiệm chi phí. Sự đổi mới này không chỉ giảm chi phí vận hành mà còn giảm tác động đến môi trường, vì drone có thể được lập trình để đi theo các tuyến đường hiệu quả hơn, giảm tiêu thụ năng lượng.

An ninh và an toàn là những lĩnh vực khác được hưởng lợi từ việc tích hợp AI vào drone thương mại. Drone hỗ trợ AI có thể xác định và theo dõi các hoạt động đáng ngờ, cung cấp thông tin cập nhật theo thời gian thực cho nhân viên an ninh. Khả năng hoạt động kín đáo và bao phủ các khu vực rộng lớn khiến chúng trở thành tài sản vô giá trong việc duy trì an ninh và an toàn ở nhiều địa điểm khác nhau, từ các sự kiện công cộng đến cơ sở hạ tầng quan trọng.

Sự kết hợp giữa AI và drone thương mại cũng đang mở ra những chân trời mới trong công tác giám sát môi trường và bảo tồn. Drone hỗ trợ AI có thể theo dõi động vật hoang dã, theo dõi các loài có nguy cơ tuyệt chủng và đánh giá sức khỏe hệ sinh thái với tác động tối thiểu đến môi trường sống tự nhiên. Công nghệ này cung cấp cho các nhà nghiên cứu và nhà bảo tồn dữ liệu quan trọng, hỗ trợ việc bảo tồn đa dạng sinh học.

Khi AI tiếp tục phát triển, những tác động của nó đối với drone thương mại chắc chắn sẽ mở rộng, mở ra những khả năng và ứng dụng mới. Sự kết hợp giữa AI và công nghệ drone hứa hẹn sẽ thúc đẩy sự đổi mới, hiệu quả và tính bền vững trong nhiều ngành công nghiệp, định hình tương lai về cách chúng ta tương tác với thế giới từ trên cao.

Tác động của việc tích hợp AI đối với bộ nhớ và lưu trữ trong hệ thống drone

Khi drone phát triển từ các nền tảng bay điều khiển từ xa thành các hệ thống tự động, thông minh, việc tích hợp AI đã định hình lại đáng kể kiến trúc phần cứng của chúng – đặc biệt là về bộ nhớ và lưu trữ. Drone hỗ trợ AI hiện được kỳ vọng sẽ thực hiện các nhiệm vụ phức tạp như phát hiện đối tượng theo thời gian thực, nhận dạng khuôn mặt, lập bản đồ địa hình và điều hướng tự động. Những khả năng này đòi hỏi phải xem xét lại cách bộ nhớ và lưu trữ được cung cấp và tối ưu hóa trong các giới hạn về kích thước, trọng lượng và công suất (SWaP).

1. Yêu cầu bộ nhớ cho suy luận AI ở biên

Các mô hình AI được triển khai trên drone – chẳng hạn như mạng nơ-ron tích chập (CNN) để phân loại hình ảnh hoặc YOLO (bạn chỉ nhìn một lần) để phát hiện đối tượng – đòi hỏi băng thông bộ nhớ đáng kể và khả năng truy cập độ trễ thấp. Thông thường, LPDDR4 hoặc LPDDR5 DRAM được sử dụng để hỗ trợ khối lượng công việc suy luận theo thời gian thực. Bộ nhớ phải đáp ứng:

• Trọng số mô hình AI (thường là hàng trăm MB)
• Bản đồ đặc trưng trung gian trong quá trình suy luận
• Bộ đệm dữ liệu cảm biến (ví dụ: khung hình video từ camera hoặc LiDAR)

Ví dụ: một drone chạy luồng video 1080p ở tốc độ 30 khung hình/giây để phát hiện đối tượng theo thời gian thực có thể yêu cầu 1–2GB DRAM chỉ để lưu vào bộ đệm và suy luận. Nếu nhiều mô hình được chạy song song (ví dụ: để theo dõi nhiều đối tượng hoặc phân đoạn ngữ nghĩa), yêu cầu bộ nhớ có thể tăng lên đến 4GB trở lên.

2. Nhu cầu lưu trữ để ghi dữ liệu và lưu trữ mô hình

Lưu trữ trong drone hỗ trợ AI phục vụ hai chức năng chính: lưu trữ vĩnh viễn các mô hình AI và ghi dữ liệu quan trọng của nhiệm vụ. Bộ nhớ flash NAND (ví dụ: eMMC, UFS, NVMe^TM SSD hoặc thẻ nhớ) thường được sử dụng do độ bền và kích thước nhỏ gọn của nó.

Các cân nhắc chính về lưu trữ bao gồm:

• Lưu trữ mô hình: Các mô hình AI có thể có dung lượng từ 50MB (ví dụ: MobileNet) đến vài trăm MB (ví dụ: ResNet, YOLOv5). Nhiều mô hình có thể được lưu trữ cho các cấu hình nhiệm vụ khác nhau.
• Ghi dữ liệu cảm biến: Video độ phân giải cao, dữ liệu đo từ xa và dữ liệu môi trường thường được ghi lại để phân tích hoặc tuân thủ sau nhiệm vụ. Luồng video 4K ở tốc độ 30 khung hình/giây có thể tiêu thụ tới 1GB mỗi phút, tùy thuộc vào cài đặt nén và chất lượng, do đó cần có dung lượng lưu trữ lớn (64GB đến 1TB).
• Độ bền: Các thao tác ghi liên tục từ video và ghi nhật ký cảm biến yêu cầu NAND cấp công nghiệp có độ bền cao để tránh hỏng hóc sớm.

3. AI ở biên so với tải lên đám mây

Mặc dù xử lý AI dựa trên đám mây có thể giảm yêu cầu tính toán và lưu trữ trên thiết bị, nhưng drone thường hoạt động trong môi trường có kết nối hạn chế hoặc không có kết nối. Điều này đòi hỏi xử lý AI ở biên, từ đó làm tăng nhu cầu về bộ nhớ tốc độ cao và bộ nhớ cục bộ. Kiến trúc hỗn hợp – trong đó suy luận nhẹ được thực hiện trên bo mạch và phân tích nặng hơn được tải lên khi có kết nối – đang trở nên phổ biến hơn.

4. Các ràng buộc về nhiệt và năng lượng

Các thành phần bộ nhớ và lưu trữ cũng phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về nhiệt và năng lượng. LPDDR5 cung cấp băng thông cao hơn với mức năng lượng thấp hơn, làm cho nó phù hợp với khối lượng công việc AI. Tương tự, mNAND công suất thấp với khả năng bảo vệ điều chỉnh nhiệt được ưu tiên để duy trì hiệu suất mà không bị quá nóng.

Đáp ứng thử thách bằng các giải pháp đã được chứng minh

Khi drone hỗ trợ AI vượt qua các giới hạn về những gì có thể ở biên, nhu cầu về hệ thống bộ nhớ và lưu trữ tăng theo cấp số nhân. Để đáp ứng những thách thức này, không chỉ cần các thành phần hiệu suất cao mà còn cần các giải pháp chắc chắn, hiệu quả và có khả năng mở rộng. Đây là nơi danh mục bộ nhớ và lưu trữ cấp công nghiệp của Micron phát huy tác dụng — được xây dựng có mục đích để hỗ trợ các nhu cầu phát triển của các hệ thống tự động, thông minh hoạt động trong môi trường khắt khe.

Các giải pháp bộ nhớ và lưu trữ công nghiệp của Micron – những điểm nổi bật chính

Micron cung cấp một danh mục mạnh mẽ các giải pháp bộ nhớ và lưu trữ cấp công nghiệp được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu khắt khe của điện toán biên, tự động hóa và các ứng dụng quan trọng. Với nhiều thập kỷ kinh nghiệm trên thị trường công nghiệp, các sản phẩm của Micron được thiết kế để có độ tin cậy, tuổi thọ và hiệu suất trong môi trường khắc nghiệt.

Dòng sản phẩm bao gồm DRAM tốc độ cao (chẳng hạn như LPDDR5X và DDR5), bộ nhớ flash NAND bền (e.MMC, UFS, NVMe SSD và thẻ nhớ) và các gói đa chip (MCP) nhỏ gọn tích hợp bộ nhớ và bộ nhớ trong một diện tích duy nhất. Các thành phần này được tối ưu hóa cho phạm vi nhiệt độ rộng, khả năng chống sốc và rung, và tiêu thụ điện năng thấp — làm cho chúng trở nên tuyệt vời cho IoT công nghiệp, vận tải, bảo mật video và các ứng dụng robot, cũng như drone thương mại hỗ trợ AI, đòi hỏi các giải pháp bộ nhớ nhỏ gọn, chắc chắn và hiệu quả để xử lý và phân tích theo thời gian thực.

Micron cũng dẫn đầu về đổi mới với các sản phẩm như thẻ nhớ microSD công nghiệp i400, thẻ 1,5 TB đầu tiên trên thế giới được thiết kế cho video tăng cường AI ở biên. Yếu tố hình thức nhỏ gọn và dung lượng cao của nó làm cho nó trở thành một giải pháp nhẹ tuyệt vời cho drone, cho phép ghi và phân tích độ phân giải cao liên tục trong các hệ thống bị hạn chế về không gian.

Với cam kết về chất lượng, vòng đời sản phẩm mở rộng và hợp tác hệ sinh thái, các giải pháp công nghiệp của Micron cho phép các hệ thống thông minh thế hệ tiếp theo hoạt động đáng tin cậy và hiệu quả ở biên.

Tóm lại, việc tích hợp AI vào drone đòi hỏi phần cứng hiệu suất cao, hiệu quả và bền bỉ. Chọn đúng kiến trúc bộ nhớ và lưu trữ là điều cần thiết để khai thác toàn bộ tiềm năng của drone tự trị, thông minh hoạt động ở biên. Micron là một cố vấn đáng tin cậy cho thị trường này và có thể giúp bạn chọn bộ nhớ và bộ nhớ cho thiết kế tiếp theo của bạn.

Joey Lin là Quản lý Marketing Cấp cao AEBU IMM/Consumer tại Micron

Tìm hiểu thêm về Micron