Edge IoT הדור הבא: Qualcomm

Qualcomm ו־Arrow: מהפכת ה־Edge IoT בתעשייה החכמה

שיתוף הפעולה בין Arrow ל־Qualcomm נמשך כבר מספר שנים, כאשר Arrow משמשת כספקית הבלעדית של פתרונות Qualcomm בישראל ובמספר אזורים נוספים ברחבי העולם. אם בתחילת הדרך שיתוף הפעולה היה מאתגר – בעיקר בכל הנוגע לקבלת תמיכה טכנית, שהייתה זמינה כמעט רק בהיקפים של מיליוני יחידות – הרי שבשנים האחרונות חל מהפך. Qualcomm פתחה את שעריה ללקוחות במגוון סדרי גודל, והחלה להציע תמיכה רחבה וגישה ישירה למפתחים, מה שאיפשר ל־Arrow להציג את הפתרונות לשווקים חדשים ולקהלים רחבים יותר.

Qualcomm צמחה מעולם המובייל, ומחזיקה כיום ב־50–60% משוק הסמארטפונים הפרימיום (נכון ל־2024) באמצעות משפחת ה־Snapdragon SoC. היתרונות המרכזיים של הטכנולוגיה שלה כוללים צריכת הספק נמוכה, ביצועים גבוהים, גודל קומפקטי ועלות תחרותית – לצד יכולות עיבוד תמונה מתקדמות ודחיסת וידאו מהאיכותיות בתעשייה. יתרונות אלו מושגים באמצעות שילוב של טכנולוגיות Arm ופיתוח IP פנימי, המאפשרים שמירה על ביצועים גבוהים תוך צריכת אנרגיה מותאמת לעולם המובייל.

במהלך השנים האחרונות, כחלק מהתחרות הגוברת בשוק המובייל וה־5G והרצון להרחיב את הפעילות לקהלים חדשים, הרחיבה Qualcomm את פעילותה לתחומים נוספים: רכב (Automotive), מחשוב אישי (PC) ו־IoT תעשייתי.

פלטפורמות פתוחות וגמישות – גם לשוק התעשייתי

הפלטפורמות של Qualcomm מותאמות למגוון רחב של מערכות הפעלה, ובהן Linux (Yocto, Ubuntu), Android ו־Windows, ומציעות זמינות ארוכת טווח של 10–15 שנות תמיכה.

למפתחים ניתנת גישה מלאה לתיעוד, מפרטים טכניים, ספריות וערכות פיתוח (SDK) – מה שמאפשר פיתוח מהיר ומותאם לצרכים ספציפיים. הפלטפורמות כוללות גם תמיכה בטווחי טמפרטורות רחבים, סט כלים עשיר ליישומי AI, וביניהם:

QIM SDK – כלי לפיתוח תוספים מבוססי GStreamer עבור עיבוד תמונה, בינה מלאכותית/למידת מכונה (AI/ML) ויישומי מולטימדיה.
Qualcomm AI Hub – מציע מודלים מוכנים כמו Yolo, ResNet, Whisper, ועוד, בממשק Web, וכן תמיכה בהעלאת מודלים עצמאיים.
תמיכה בפריסת מודלים מבוססי TensorFlow, PyTorch ו־ONNX (כולל Opsets מתקדמים).
ערכת פיתוח תוכנה SNPE לפריסת מודלים מאומנים, עם ממשק C++ לפיתוח אפליקציות מותאמות אישית.

כלי הפיתוח הללו נמצאים בשיפור מתמיד, כחלק ממטרה מוצהרת של Qualcomm – עד 2027 להציע אחת מסביבות הפיתוח והתמיכה המובילות בתעשייה, שתספק ללקוחות יתרון תחרותי אמיתי.

הדור הנוכחי: QCS8550 ו־QCS6490

QCS8550 – המעבד המתקדם ביותר בסדרת ה־IoT וה־Edge AI:

ביצועי AI Dense של עד 50 TOPS.
זמינות גם בתצורת SOM (System on Module) Arrow מספקת שירותי אינטגרציה ל־FPGA וכרטיסי נשא מותאמים.
צריכת הספק של עד 10-11W ב־SOM בביצועי שיא
בתרחיש מאוזן (100% DSP/NPU, 60% GPU, 30% CPU) – כ־2.5W בלבד.
תהליך ייצור: 4 ננומטר, ארכיטקטורת ARMv9.
גרסת Lite Industrial ליישומים תעשייתיים מתקדמים.

QCS6490 – פתרון מאוזן במיוחד:

ביצועי AI Dense של עד 12.3 TOPS.
מבוסס 8 ליבות עיבוד (4xA78 + 4xA55).
צריכת הספק של עד 5-6W בביצועי שיא.
תהליך ייצור: 6 ננומטר.

איור Yolo V11 results on Qualcomm AI hub :1 קרדיט: Qualcomm AI hub website

איור Multi model ready for deployment Qualcomm AI hub קרדיט: Qualcomm AI hub website

מבט לעתיד: סדרת IQ ו־Elite+

עד סוף 2025 צפויה השקת סדרת מעבדים חדשה – IQ6, IQ8, IQ9 וכן Elite+ – כולם בתצורת Fully Industrial Grade, עם ביצועים המאתגרים את המתחרים המובילים בשוק:

IQ9

עד 100 TOPS Dense (עם הסתייגות ש־TOPS הוא מדד חלקי).
חיסכון של לפחות 50% בצריכת הספק לעומת המתחרים.
ממדים קומפקטיים של 65×65 מ”מ.
בבדיקות פנימיות – ביצועים זהים או טובים יותר מפתרונות NVIDIA המובילים.

IQ8

עד 40 TOPS Dense.
מבוסס ARM Cortex-A78 (8 ליבות).

IQ6

פתרון Low-Cost עם 8 ליבות חזקות, GPU מתקדם ותמיכה מובילה בדחיסה ופריסת וידאו.
כולל NPU (DSP) מובנה לשיפור ביצועי AI בקצה.

Elite+

פותח במקור עבור עולם ה־PC.
עד 51% שיפור בביצועי CPU בהשוואה למתחרים באותה צריכת הספק.
במקסימום ביצועים – למתחרים נדרשים עד 180% יותר הספק.
תומך ב־GPGPU לעיבוד מקבילי.
גרסת Industrial תגיע כ־SIP Module ישירות מ־Qualcomm או כ־COM Express 6 Compact דרך שותף Arrow.

איור QCS8550 SoC illustration :3 קרדיט: QCS8550 product page – Qualcomm

מפרט עיקרי – Elite+ Industrial:

עד 12 ליבות במהירות 3.8GHz, עם Dual Boost עד 4.3GHz.
תמיכה ב־LPDDR5.
עד 50 TOPS בביצועי AI Dense.
16 PCIe lanes.
תהליך ייצור 4 ננומטר.

איור Arrow own system on module Based on the Qualcomm® QCS8550 SoC :4 קרדיט: product brief Aikri QCS8550 System On Module

איור Arrow own system on module Based on the Qualcomm® QCS6490 SoC :5 קרדיט: product brief Aikri QCS6490 System on Module

ארכיטקטורת העיבוד של Qualcomm

מעבדי Qualcomm משלבים שלוש יחידות עיבוד מרכזיות: CPU, GPU ו־DSP.

סביבת Shared Memory מאפשרת העברת נתונים מהירה בין היחידות.
DSP מסדרת Hexagon כולל יחידת HTP (Hexagon Tensor Processor) להאצת AI.
שימוש בזיכרון TCM (Tightly Coupled Memory) מפחית תלות ב־DDR חיצוני ומקטין השהיה.

יחידות עיבוד נוספות: VPU (וידאו), ISP (תמונה), מנוע אודיו מתקדם, Always-On Processor לחיסכון בהספק, יחידות אבטחה עם TrustZone ומנועי קריפטוגרפיה.

ב־Elite+, כל יחידת עיבוד מקושרת ישירות ל־TCM, לקבלת ביצועים וזמני השהיה מיטביים, לצד צריכת הספק מינימלית.

מונחי מפתח

Kryo – שם המותג של Qualcomm לליבות ה־CPU שלה, שהתבססו לאורך השנים על ארכיטקטורת ARM עם התאמות והאצות ייחודיות לשיפור ביצועים ויעילות הספק. מבוסס על ליבות ARM Cortex, ומיועד לאיזון בין ביצועים גבוהים לחיי סוללה ארוכים – במיוחד בסמארטפונים, IoT ו־Edge AI.
Oryon – דור חדש של ליבות CPU שתוכנן כולו בתוך Qualcomm, על בסיס רישיון ARM Architecture בלבד (ללא ליבות Cortex מוכנות). מציג ביצועים גבוהים מאוד ביחס ל־x86, לצד חיסכון משמעותי בהספק, ומיועד לשוק ה־PC ו־Edge AI עתיר עיבוד – עם שאיפה להתחרות ישירות ב־Intel/AMD.
Adreno – מותג המעבדים הגרפיים של Qualcomm המשולבים בכל הפלטפורמות שלה. GPU מתקדם התומך בגרפיקה תלת־ממדית, עיבוד וידאו מואץ ומחשוב כללי (GPGPU) עם תמיכה ב־OpenCL, OpenGL ו־Vulkan compute. בעשור האחרון הפכה Adreno לאחת הארכיטקטורות היעילות ביותר במובייל, עם שילוב של חיסכון בצריכת אנרגיה וביצועים גבוהים.
Hexagon – מעבד DSP ייעודי (Digital Signal Processor) שפותח על ידי Qualcomm לעיבוד אותות, ראייה ממוחשבת ו־AI בזמן אמת. מציע שילוב בין ביצועים גבוהים לחיסכון באנרגיה, ומתאים למשימות כמו קידוד/פענוח וידאו, עיבוד קול, עיבוד תמונה והרצת מודלי למידת מכונה.

יתרון אסטרטגי

בעוד חלק מהמתחרים מתמקדים במעבדים חזקים אך עתירי הספק, ואחרים אינם עומדים בדרישות העיבוד הנדרשות לקצה – Qualcomm מביאה ל־Edge IoT שילוב של ביצועים גבוהים וצריכות הספק נמוכות במיוחד.

רכישות אסטרטגיות כמו Edge Impulse (פלטפורמה לאימון, תיוג ופריסת מודלי AI) ו־Foundries.io (ניהול לינוקס למכשירי קצה עם תמיכה ב־OTA וניהול מפתחות הצפנה) מעידות על כוונתה להוביל את התחום.

כלי Web מתקדמים, פורומים טכניים פעילים, פלטפורמות חומרה ייעודיות ותמיכה מקיפה – כל אלה מציבים את Qualcomm ביחד עם Arrow בעמדה דומיננטית בשוק ה־IoT והתעשייה החכמה בשנים הקרובות.