针对语音信号的MFCC特征提取,边缘计算提出了一种全新的处理流程:首先在模拟域进行相关运算,然后用滤波器提取各频段的信号,再用滤波器进行模数转换。与传统方法相比,该算法的功耗降低了97.2%,运算速度提高了6.4倍。
因为大量的研究表明,神经网络、边缘计算等应用算法具有很强的容错性,因此,近似计算自然也被引入相关研究。首先,研究者们设计了许多近似算子,比如近似乘法器,近似加法器等,以实现低功耗的可容错计算。引入对数运算,实现高能效率近似乘法,取得了很好的效果。另外,很多工作都集中在近似的存储设计上,比如降低位数,减少静态随机存取存储器供电电压等等。
因为近似计算精度与算法、数据分布密切相关,所以一个高效的应用层仿真平台也受到关注。边缘计算针对网络近似处理,如近似算子、比特位宽截断等问题,建立了一个高效、快速可配置的仿真平台,并提出了再训练的方法以弥补精度的损失。另外,虽然计算机被看作是广义的近似计算,但是它的数学严密性非常完备,因而受到研究者的青睐。
常规感知系统各模块分立设计,忽略了系统整体优化的潜力;对于某些应用,例如以事件驱动的应用,需要处理大量无用负荷,增加设计难度和使用成本。边缘计算智能算法将机器学习等智能算法应用于网络边缘端,放松了某些指标的要求,降低了设计难度和成本。连续感知的特点降低了维护成本,使传感器更有可能部署智能应用程序,降低了在边缘和云之间进行通信的云端处理负载。
与此同时,该边缘计算技术也带来了新的设计挑战:功耗优化、难以定制设计、设计边界探索、安全问题等。基于此,目前研究者正致力于从传感器优化与集成处理模块设计、电路定制化与新器件的使用、结构创新与探索、算法精度与硬件优化、软件与硬件的结合设计等方面,寻找合适的解决方案,满足各种应用和场景的不断感知需求。