ระบบนิเวศของ NVIDIA Jetson เป็นแพลตฟอร์มอันทรงพลังที่ออกแบบ มาสำหรับแอปพลิเคชัน Edge AI และหุ่นยนต์ แพลตฟอร์มนี้ผสมผสานรวมกัน ระหว่างฮาร์ดแวร์ที่มีประสิทธิภาพสูงกับซอฟต์แวร์สแต็กที่มีคุณภาพดี ช่วยให้นักพัฒนาสร้างและปรับใช้โมเดล AI ได้อย่างมีประสิทธิภาพ 

ในบทความนี้จะนำเสนอบอร์ด Jetson, JetPack SDK และเครื่องมือสำคัญ สำหรับนักพัฒนาที่ทำให้แพลตฟอร์มนี้เป็นผู้นำด้านการประมวลผลเอดจ์

ภาพรวมแพลตฟอร์ม NVIDIA Jetson

NVIDIA Jetson คือชุดบอร์ดคอมพิวเตอร์แบบฝังตัว (Embedded System) ที่ปรับแต่งให้เหมาะสมกับภาระการทำงานของ AI  ด้วยระบบ Systems-on-Module (SoM) ผสานร่วมกับการเร่งความเร็วจาก GPU เข้ากับ CPU ที่ใช้ร่วมกับ ARM เพื่อใช้สำหรับการอนุมานหรือการคาดการณ์วิเคราะห์ของ AI แบบเรียลไทม์  การมองเห็นในรูปแบบต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ (Computer Vision) และเครื่องจักรอัตโนมัติ (ML) อีกทั้งระบบนิเวศของ Jetson ยังรองรับ แอปพลิเคชันที่หลากหลาย ตั้งแต่หุ่นยนต์ไปจนถึงระบบอัตโนมัติทาง อุตสาหกรรมที่หลากหลาย

คุณสมบัติหลักของแพลตฟอร์ม Jetson มีส่วนประกอบดังนี้

• การเร่งความเร็ว GPU (GPU Acceleration)– ใช้ประโยชน์จากคอร์ NVIDIA CUDA ประมวลผลแบบขนาน
• การปรับแต่ง AI – รองรับ TensorRT, cuDNN และเฟรมเวิร์ก AI อื่นๆ
• ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน – ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์เอดจ์ที่ใช้ พลังงานต่ำ
• การออกแบบแยกส่วน – ปรับขนาดได้ตั้งแต่การใช้งาน AI ระดับเริ่มต้น ไปจนถึงการใช้งาน AI ประสิทธิภาพสูง

บอร์ดฮาร์ดแวร์ Jetson

• Jetson Nano บอร์ดพัฒนา AI ระดับเริ่มต้น เหมาะสำหรับการเรียนรู้ และการสร้างต้นแบบ มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้
  
  • กราฟิกการ์ด NVIDIA Maxwell 128 คอร์
  • หน่วยประมวลผลกลาง ARM Cortex-A57 แบบควอดคอร์
  • แรม LPDDR4 4GB
  • รองรับ JetPack SDK บน Linux
    ตัวอย่างการใช้งานเช่น หุ่นยนต์ กล้องอัจฉริยะ และโครงงาน AI ด้านการศึกษา

• Jetson TX2 / TX2 NX ซีรีส์ Jetson TX2 ความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพโดยรวมและการใช้พลังงานอย่างมี ประสิทธิผล
  
  • กราฟิกการ์ด NVIDIA Pascal 256 คอร์
  • ซีพียู ARMv8 แบบ Hexa-core (Dual Denver + Quad Cortex-A57)
  • แรม LPDDR4 8GB
  • รองรับเฟรมเวิร์ก AI เช่น TensorFlow และ PyTorch
    ตัวอย่างการใช้งาน เช่น โดรน ระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม และ AI เอดจ์
    

• Jetson Xavier NX โมดูลขนาดกะทัดรัดแต่ทรงพลัง
  
  • GPU NVIDIA Volta 384 คอร์ + Tensor 48 คอร์
  • CPU NVIDIA Carmel ARM 6 คอร์
  • RAM LPDDR4x 8GB/16GB
  • ประสิทธิภาพ AI 21 TOPS (INT8)
    ตัวอย่างการใช้งาน เช่น IoT ที่ขับเคลื่อนด้วย AI, การถ่ายภาพทางการแพทย์ และหุ่นยนต์อัตโนมัติ

• Jetson AGX Orin โมดูลประมวลผล AI เอดจ์รุ่นเรือธงของ NVIDIA
  
  • กราฟิกการ์ด NVIDIA Ampere 2048 คอร์ + 64 Tensor Cores
  • ซีพียู ARM Cortex-A78AE 12 คอร์
  • แรม LPDDR5 32GB/64GB
  • ประสิทธิภาพ AI 275 TOPS (INT8)
    ตัวอย่างการใช้งานเช่น ยานยนต์ไร้คนขับ หุ่นยนต์ขั้นสูง และเซิร์ฟเวอร์ AI

• Jetson Orin Nano ตัวเลือกที่คุ้มค่าแต่ทรงพลัง
  
  • จีพียู NVIDIA Ampere 512 คอร์
  • ซีพียู ARM Cortex-A78AE 6 คอร์
  • แรม LPDDR5 8GB
  • ประสิทธิภาพ AI 40 TOPS (INT8)
    ตัวอย่างการใช้งานเช่น การพัฒนา AI ระดับเริ่มต้น เซ็นเซอร์อัจฉริยะ และการมองเห็นแบบฝังตัว ( embedded vision)

ชุดพัฒนาซอฟต์แวร์ Jetson (SDK)

1. JetPack SDK  คือ รากฐานของระบบEcosystem Jetson ซึ่งมีคุณสมบัติต่างๆ ดังนี้
   • ระบบปฏิบัติการ Ubuntu
   • รองรับ CUDA, cuDNN และ TensorRT
   • เฟรมเวิร์ก AI ที่ติดตั้งไว้ล่วงหน้า (TensorFlow, PyTorch)
   • ไลบรารีวิชั่นและมัลติมีเดีย

2. CUDA และ cuDNN
   • CUDA ช่วยให้ประมวลผลด้วย GPU ได้เร็วขึ้นสำหรับ AI และการเรียนรู้เชิงลึก (deep learning)
   • cuDNN (ไลบรารี CUDA Deep Neural Network) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ การทำงานของเครือข่ายประสาท (neural network)

3. TensorRT คือ SDK สำหรับการอนุมาน หรือการคาดการเรียนรู้เชิงลึก ที่มีประสิทธิภาพสูง 
   • การปรับแต่งโมเดล (การquantization และการ pruning)
   • การอนุมานแบบหน่วงเวลาต่ำ
   • การใช้งานหลายแพลตฟอร์ม

4. DeepStream SDK ออกแบบมาเพื่อการวิเคราะห์วิดีโอด้วย AI เช่น:
   • การตรวจจับและติดตามวัตถุแบบเรียลไทม์
   • การประมวลผลแบบหลายเซ็นเซอร์
   • การปรับให้เหมาะสมสำหรับฮาร์ดแวร์ Jetson

เครื่องมือและกรอบงาน(Frameworks) สำหรับนักพัฒนา

• NVIDIA Omniverse
  • Omniverse คือแพลตฟอร์มการทำงานร่วมกันสำหรับการจำลอง 3 มิติและการ training AI รองรับ Jetson สำหรับหุ่นยนต์และ Digital Twins

• Isaac ROS และ Isaac Sim
  • Isaac ROS นำเสนอเครื่องมือที่ตอบสนอง AI และที่เข้ากันได้กับ ROS 2 ซึ่ง Isaac Sim นำเสนอการจำลองหุ่นยนต์ที่มีความสมจริง

• ชุดเครื่องมือ TAO
  • ชุดเครื่องมือ TAO ลดความซับซ้อนของการฝึกฝนโมเดล AI ด้วยการเรียนรู้ แบบถ่ายโอนทำให้ลดเวลาในการพัฒนา

• VPI (Vision Programming Interface)
  • VPI คือไลบรารีข้ามแพลตฟอร์มสำหรับการประมวลผล ภาพคอมพิวเตอร์ แบบเร่งความเร็วบน Jetson

สรุป

ระบบEcosystem NVIDIA Jetson เป็นการนำเสนอแพลตฟอร์มที่ครอบคลุม สำหรับ AI เอดจ์ โดยผสานรวมฮาร์ดแวร์ที่ทรงพลังเข้ากับเครื่องมือซอฟต์แวร์ที่ ปรับแต่งให้เหมาะสม ไม่ว่าจะเป็นการสร้างต้นแบบหรือการผลิตสร้างสรรค์สิ่งต่างๆ Jetson ช่วยให้นักพัฒนาสามารถปรับและสามารถให้คำตอบต่อการใช้งาน AI ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น