技嘉ARM伺服器發威 協助台大「高精準車流模型」開發效率提升200%

台灣大學電機資訊學院資訊網路與多媒體研究所所長施吉昇教授，率領研究團隊建造台灣道路的「高精準車流模型」，這是一套尖端科技加持的智慧型運輸解決方案，主要提供兩大功能：第一，電腦模型可為自駕車和ADAS（先進駕駛輔助系統）「出考題」，確保產品能夠在台灣安全上路，政府單位也能用來檢驗進入台灣市場的自駕車產品；第二，可透過電腦模型分析出台灣易肇事的地點，找出引發事故的真正因素，避免造成更多傷亡。研發當中的「高精準車流模型」，已經在台灣的北、中兩部進行路測，研究團隊也已與日本自駕技術新創公司Tier IV, Inc.接洽，商討如何將電腦模型導入Autoware；Autoware是全球首推的自駕車開源軟體平台，台大「高精準車流模型」若能和Autoware結合，就有機會受到更多自駕技術開發廠商的青睞，逐步邁向商轉的可能性。

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由於ARM處理器功耗低、能源效率佳的特性，早已使其成為行動裝置和邊緣運算的首選，順利登上「全球最普及的電腦晶片」的寶座，而台大團隊進行路測時使用的工業電腦(IPC)，就是採用基於RISC指令集架構的ARM處理器。然而，施教授研究團隊原先使用的伺服器產品，是採用基於CISC指令集架構的x86中央處理器；也就是說，研究員在田野蒐集的寶貴資料，還要再用編譯器做「翻譯」，才能讓資料中心的伺服器看得懂，科學家們等於是要編寫兩套不同程式碼。可想而知，這並不是最有效率的工作方式。

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導入Arm HPC DevKit是很大的改進，因為技嘉G242-P32和路測所使用的IPC相同，採用基於RISC指令集架構的ARM處理器，這表示伺服器與田野裝置終於能用共通的「語言」溝通，再也沒有必要編寫兩套程式碼。而因為未來部署的智慧型運輸系統，很有可能也是採用ARM CPU，因此「高精準車流模型」的開發環境，若能和日後的應用環境使用相同的處理器架構，將可以省不少麻煩、也可避免導入時發生問題。

「採用技嘉ARM伺服器的初期階段，當然得使用編譯器將原本x86系統的軟體程式，轉換成符合ARM指令集架構，但我們在一個月內就順利完成90%到95%的轉換工作，」施教授說道。「如今，伺服器和感測器都使用ARM，大幅改善我們團隊DevOps的工作效率，減少至少一半的開發時間。」

G242-P32搭載單插槽Ampere® Altra®中央處理器，具備另外一項重大優勢，就是內含八十顆核心；這跟同時期的x86處理器，最多只有六十四顆核心，有很明顯的差距。ARM處理器能將複雜的運算工作，平均分配給功耗較低的許多小型核心，導致ARM提供卓越的能源效率，也可透過平行運算，加快「高精準車流模型」的專案進度。

台大施教授如此解釋：「一批次的路邊測試，大約要花兩小時時間，蒐集約360G的原始數據，而我們建立模型需要同時跑十二套程式、使用五十套資料庫，用來比對、校正、編譯感測器所蒐集的資料。原先使用的系統核心數不夠多，造成我們相當大的困擾。」

ARM處理器還有一項優勢，值得在此說明：「ARM big.LITTLE」是安謀公司(ARM Ltd.)提出的獨特處理器結構設計，將功耗較低、運算力較弱的「LITTLE」核心叢集，與功耗較高、運算能力也相對提高的「big」核心叢集結合。處理器可依照運算工作的特性，將其分配給不同屬性的核心叢集來處理，使得ARM的能源效率再晉級，也不至於犧牲處理器原本的卓越運算效能。

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團結力量更大，伺服器亦是如此，強大CPU如果能獲得GPGPU通用圖形處理器的助攻，必然事半功倍。Arm HPC DevKit搭配兩張NVIDIA® A100 PCIe Gen4加速卡，CPU和GPU兩類型處理器之間的溝通，則由八通道512G DDR4 SDRAM協助媒合。

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路測蒐集的車流資訊，可依照數據屬性，分配給ARM中央處理器或NVIDIA®圖形處理器分頭進行處理。CPU適合解決時序校正比對，GPU則擅於執行影像物件處理和再辨識(re-identification)。也就是說，感測器中光達蒐集的點雲資料、和攝影機蒐集的影像資料，可用兩種處理器來進行校正與配對，達到毫秒等級的準確度。高水平的精準程度非常重要，因為，哪怕只有五十毫秒（二十分之一秒）到一百毫秒（十分之一秒）的誤差，都相當於車輛移動數公分的差距，在現實生活中，這就是「重大事故」和「有驚無險」的差別。智慧交通系統當然不能容許這樣的誤差，使用技嘉ARM伺服器的CPU和GPU進行資料比對，才能在「高精準車流模型」當中，準確判斷車輛軌跡和行駛狀況。《詞彙學習：花你一分鐘，一次看懂關於點雲》

G242-P32的八通道512G DDR4 SDRAM，也扮演很關鍵的角色，因為中央處理器和圖形處理器之間的數據吞吐量非常大，舊系統記憶體不足，導致科學家甚至得把數據分成前後兩個階段，分開進行運算。技嘉所提供的ARM產品，數據傳輸頻寬終於和處理器效能平起平坐，有如法拉利車隊終於找到寬闊的道路可以盡情奔馳，這對於「高精準車流模型」的開發，產生很大的幫助。

ARM產品還有一大特色，就是強調「功能安全」，這是汽車、機器人、工廠等環境內部部署所有系統的關鍵要素，主導ARM相關技術發展的安謀公司，致力於讓ARM產品的設計「不受侷限」，能滿足各垂直產業的應用需求，並且能支援客戶進行其ARM架構裝置的國際安全標準認證程序。對於台大開發「高精準車流模型」的直接影響就是，由於ARM產品符合ISO 26262標準要求（ISO 26262是針對裝設在量產道路車輛的電子電氣系統的國際安全標準），因此台大用ARM開發的「高精準車流模型」，可以讓車廠和政府單位快速導入，也有助於人們所期望的智慧交通大未來更早實現。

技嘉科技樂見G242-P32伺服器和Arm HPC Developer Kit，有助於台灣大學開發嶄新的智慧型運輸解決方案。與行動裝置、邊緣運算早已是形影不離的ARM處理器，採取「農村包圍城市」的戰略反攻資料中心，在伺服器領域中具有極大的優勢與競爭力。除了此成功案例中列出的種種優勢，ARM處理器還提供絕佳的總體擁有成本(TCO)、低廢熱特性、及卓越的可擴充性，都是與資料中心需求完美吻合的產品特性。技嘉科技秉持「創新科技，美化人生」企業宗旨，積極開發適用於不同產業的創新發明，攜手客戶站在尖端科技的最前線。搭載ARM處理器的伺服器產品，能夠協助科學家開發「高精準車流模型」、導入智慧交通方案，等於是讓全人類能更早享受更便利、更安全的全新交通運輸方式。

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