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Nikkei X-TECH_2020.6.10

르네사스, AI 추론을 이용한 비전 처리 MPU 발표
동적 변경 DRP와 전용 MAC로 전력 효율 상승

르네사스일렉트로닉스는 독자적으로 개발한 비전 처리용 AI 추론 엑셀러레이터를 집적한 마이크로프로세서(MPU)의 ‘RZ/V시리즈’와 이 시리즈의 제품 제 1탄인 ‘RZ/V2M’을 발표했다. RZ/V2M는 산업, 인프라 및 소매용 감시∙인식 카메라용으로, 현재 일부 고객을 대상으로 샘플을 출하 중이다. 양산은 올해 12월에 개시할 예정이다.

RZ/V시리즈에 집적되어 있는 비전 처리용 AI 추론 엑셀러레이터의 이름은 ‘DRP(Dynamically Reconfigurable Processor) -AI’. 이 명칭에 포함되어 있는 DRP는 르네사스의 독자적 기술인 동적으로 커스터마이징이 가능한 회로로, 르네사스의 AI전략 핵심 기술 중 하나이다. 르네사스는 DRP가 집적되어 있는 제품 제 1탄으로 MPU의 ‘RZ/A2M’을 2018년 10월에 발표했다. RZ/A2M은 2차원 바코드와 광채 인증 등에 적합한 MPU라고 한다.

DRP에 전용 적화연산 회로 ‘AI-MAC(Multiply Accumulation)’가 추가된 것이 RZ/V시리즈에 집적된 DRP-AI이다. DRP-AI에서 뉴럴네트워크의 합성곱(Convolution)층 처리는 병렬성이 중요하기 때문에 AI-MAC이 담당한다. 그 외의 층(풀링(Pooling) 층 등) 처리는 유연성이 중요하기 때문에 DRP가 담당한다. DRP-AI의 뉴럴네트워크 처리 전력 효율은 1TOPS/W 급으로, DRP만의 처리에 비해 약 10배 높다고 한다.

뉴럴네트워크 처리를 CPU코어에서 DRP-AI로 오프로드 해 AI 추론을 고속∙저소비 전력으로 실행할 수 있다는 점이 RZ/V시리즈의 특징이다. DRP-AI의 집적으로 인해 RZ/V2M의 소비전력은 4W(표준치)로 줄일 수 있다고 한다. 히티싱크와 냉각팬이 필요 없는 등, 방열 대책이 용이하기 때문에 소형 단말기 등에 탑재되는 등, 임베디드 기기에서의 AI 활용이 확대될 수 있을 것이라고 한다. 또한 BOM 코스트 절감에도 기여할 수 있을 것이라고 한다.

르네사스는 DRP-AI의 개발 툴로서 ‘DRP-AI Translator’를 올해 9월에 제공할 예정이다. 이 툴을 이용함으로써 시장에 있는 프레임워크를 통해 개발한(학습시킨) 뉴럴네트워크 모델을 DRP-AI에 쉽게 설치할 수 있다고 한다. 르네사스에 따르면 DRP와 AI-MAC으로의 처리 배분과 DRP의 동적 변경에 필요한 정보도 이 툴을 통해 자동으로 생성된다.

-- 4K 해상도의 동영상을 30프레임/초로 처리할 수 있는 ISP 집적 --
RZ/V2M의 CPU는 동작 주파수 1GHz의 Arm Cortex-A53 2개로 구성되어 있다. 4K 해상도의 동영상을 30프레임/초에 처리할 수 있는 ISP(Image Signal Processor)도 집적, 날씨와 시간대, 설치 장소에 관계 없이 선명한 영상을 만들어 낼 수 있다고 한다. 이 ISP에는 명암의 차이가 큰 영상에 대응하는 HDR(High Dynamic Range)기능과 노이즈 감소 기능, 이미지 보정 기능이 갖춰져 있어 사람 및 사물의 인식 정밀도가 크게 향상되었다고 한다.

이 외에도 안면 인식 등 화상처리 회로와 H.265 / H.264에 대응하는 영상 코덱(codec), 2차원 그래픽처리 회로 등이 집적되어 있다. 영상입력 인터페이스는 SLVS-EC와 MIPI-CSI로, 2채널의 동시 입력이 가능하다. 영상출력 인터페이스는 MIPI-DSI 및 HDMI. 메모리는 1.2M바이트의 SRAM을 집적하고 있다. 패키지는 FCBGA(15x15mm, 0.5mm 피치). 외장형 DRAM은 LPDDR4-3200 사용이 가능하다.

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