將 NVIDIA Jetson 的強大 AI 效能濃縮進口袋:reComputer Mini Jetson 系列!

前言

reComputer Mini 是一款由 NVIDIA Jetson Orin Nano/Orin NX 模組驅動的小型 AI 電腦,提供高達 100 TOPS 的 AI 性能。其底部配備了 PCIe 端口來提供豐富的擴充性,還能靈活定制。整個系統是針對無人機、巡邏機器人、配送機器人嵌入式自動化裝置所設計。reComputer Mini 可以直接接收 60V 直流輸入,能夠廣泛應用於各種電池供電系統。

根據目前 (2024/10月底) 的 Seeed 原廠頁面,除了一些技術規格之外,還有四大主要需求,我都會整合到以下的 [阿吉 talk] 來一併說明 (什麼時候有這個東西了…)!

  • 提供更多擴充性:reComputer Mini 底部配備 PCIe 埠,提供豐富的擴展能力。這使得使用者可以整合各種模組和周邊設備,並根據專案需求進行彈性調整。本體已經  … 如果不夠的話,還可以購買擴充板!
  •  60V DC 最大輸入電源:reComputer Mini 支援範圍廣泛的電源輸入,包括最高 60V 的直流輸入。這使其能夠適應各種電源來源,特別適合電池供電系統,確保能夠在各種應用中使用。
  • 免除繁瑣接線:reComputer Mini 的設計簡化了佈線過程,減少了複雜的線路連接需求。這種人性化的設計使其能夠快速且輕鬆地整合到現有系統中,減少安裝所需的時間和精力。
  • 立即走向市場:reComputer Mini 以其緊湊和高效的設計,可以在購買後立即部署。這使得開發者和研究人員能夠迅速進行專案,無需進行大量修改或額外設定。

根據 CAVEDU 這幾年來對於 Jetson 系列的實際開發經驗,我想分成以下面向來介紹 ReComputer Mini Jetson,我們也即將開預購,敬請期待喔!

  1. 引言:NVIDIA Jetson、邊緣AI 與 reComputer mini Jetson
  2. 硬體規格與突破
  3. 邊緣 AI 應用優勢
  4. 連接與擴充性
  5. 軟體生態系統
  6. 實際應用案例與優勢

本文

1 引言:NVIDIA Jetson、邊緣AI 與 reComputer mini Jetson 

NVIDIA Jetson 平台作為邊緣 AI 運算的領導者,一直以來都代表著高效能邊緣運算的標竿。從最初的 Jetson Nano 到現今的 Orin 系列,每一代的推出都為 AI 運算帶來重大突破。特別是最新的 Jetson Orin 系列,憑藉 Ampere 架構 GPU 與進階的 Tensor 核心,實現了從 20 TOPS 到 100 TOPS 的 AI 運算性能,為各種邊緣端的 AI 應用開啟了更多可能性。

然而,在自動化與 AI 技術快速發展的今日,市場對於更輕巧、更靈活的部署方案有著強烈需求。reComputer Mini 正是為了回應這種需求而生,它突破性地將 Jetson Orin 模組的強大算力濃縮進只有 63x95x41mm (未安裝擴充板)的體積中。這款精巧的設計不僅保留了完整的運算效能,更透過創新的工程設計,實現了更高的整合度與更好的可攜性。

在自主機器與邊緣運算的應用場景中,設備的體積與整合性往往直接影響著專案的可行性。無論是空間受限的無人機、需要長時間運作的巡邏機器人,還是要求穩定性的工業自動化設備,都對運算裝置的體積、功耗和散熱提出了嚴格要求。reComputer Mini 的設計正是針對這些挑戰所提出的絕佳解決方案:

  • 全然整合:在手掌大小的體積中整合完整的 Jetson 生態系統
  • 靈活供電:9-60V 的電壓設計,完美符合各種供電情境
  • 自由擴充:豐富的 I/O 接口與底部擴充設計,滿足多樣化的應用需求

這種高度整合的設計理念,使得 reComputer Mini 不僅僅是一款運算裝置,更是能夠快速部署的 AI 解決方案,為各類自主機器的開發與應用開闢了新的可能性。


2 硬體規格與突破

2a 小型化的工程突破

reComputer Mini 的最大突破在於其精密的小型化設計。工程師們成功將完整的 Jetson 運算平台濃縮到成年人的手掌大小!。這樣的尺寸代表它比一般的手機還要小巧,卻擁有足以支撐複雜 AI 運算的強大效能。這種高密度設計不僅考驗著元件布局的優化,更挑戰著散熱與供電的極限。

2b 全面的效能配置

reComputer Mini 提供四種不同效能等級的配置選項,滿足不同應用場景的需求:

  • Orin Nano 4GB:20 TOPS,入門級 AI 應用的理想選擇
  • Orin Nano 8GB:40 TOPS,適合一般 AI 視覺處理任務
  • Orin NX 8GB:70 TOPS,支援複雜的多任務 AI 處理
  • Orin NX 16GB:100 TOPS,頂級效能,適合要求極高即時性的應用

這種靈活且全方位的算力配置選項使得開發者可以根據實際需求和預算選擇最適合的版本。

2c 創新的電源設計

reComputer Mini 採用了業界領先的 9-60V 寬電壓設計,這項特性帶來多重優勢:

  • 直接相容於 48V 工業級電池系統
  • 適配各類無人機、機器人的供電系統
  • 內建電壓轉換與保護電路,確保供電穩定性
  • 降低了外接電源轉換器的需求,進一步簡化系統整合

2d 先進的散熱方案

在如此精簡的體積下維持穩定運作,需要精密的散熱設計:

  • 整合式主動散熱系統,確保在高負載下的穩定性
  • 智慧風扇控制,根據負載自動調節轉速
  • -10°C 到 50°C 的高容忍度工作溫度範圍
  • 散熱效率最佳化設計,確保長時間運作的可靠性

上述特點使得 reComputer Mini 不只是一款小型化的 AI 電腦,更是一個為實際應用場景精心打造的完整解決方案。其硬體設計充分考慮了實際部署環境中可能遇到的各種挑戰,從電源到散熱,都體現出深思熟慮的工程智慧。reComputer Mini 特別適合:

  • 需要快速部署的原型開發
  • 空間受限的嵌入式系統
  • 要求高可靠性的工業應用
  • 需要長時間運作的自主設備

3 邊緣 AI 應用優勢

3a 極致體積帶來的部署靈活性

reComputer Mini 的精簡體積不僅是數字上的優勢,更為實際應用帶來各種突破契機:

  • 63 x 95 x 41mm 的尺寸實現了前所未有的部署彈性
  • 重量輕巧,適合運動載具的負載需求
  • 模組化設計便於維護與升級
  • 可輕易整合進現有設備的外殼設計中

這種高度的整合性讓開發者能夠專注於應用本身,而不需要過度考慮設備安裝的限制。

3b 多元化的應用場景

 無人機應用

  • 體積輕巧不影響飛行性能
  • 9-60V 寬電壓設計完美匹配無人機電池系統
  • 支援即時影像處理與航線規劃
  • 適合執行:
    • 空中測繪與 3D 建模
    • 即時物體追蹤
    • 障礙物自動迴避
    • 精準著陸控制

Jetson Quick Start Platforms | NVIDIA Developer

(圖片來源)

 巡邏機器人

  • 長時間運作的可靠性保證
  • 支援多攝影機即時串流處理
  • 適合室內外各種巡邏場景
  • 強大的 AI 運算能力支援多任務處理:
    • 即時人臉辨識
    • 異常行為檢測
    • 路徑規劃與避障

(圖片來源)

 遞送機器人

  • 精確的環境感知與導航能力
  • 即時路徑優化
  • 人機互動介面處理
  • 多感測器資料融合:
    • LiDAR 資料處理
    • 視覺 SLAM
    • 動態障礙物偵測

Tag: Lidar | NVIDIA Technical Blog

(圖片來源)

 

3c 創新的電池供電整合方案

reComputer Mini 的電源系統設計特別考慮了移動應用的需求:

 電源管理優勢

  • 9-60V 寬電壓輸入範圍適配各類電池系統
  • 智慧電源管理延長電池使用時間
  • 支援熱插拔供電切換
  • 內建保護機制確保供電穩定性

 系統整合效益

  • 減少額外的電源轉換模組
  • 降低整體系統複雜度
  • 提高整體可靠性
  • 節省安裝空間與成本

實際應用案例

reComputer Mini 有機會在以下多個領域有很好的發揮:

  1. 智慧工廠
  • 自動導引車 (AGV) 的核心控制
  • 品質檢測自動化
  • 工業機器人視覺導引

 

  1. 智慧城市
  • 自動巡檢無人機
  • 智慧停車管理
  • 公共安全監控
  1. 物流配送
  • 最後一哩路配送機器人
  • 倉儲自動化
  • 路線優化系統

這些應用優勢使得 reComputer Mini 成為邊緣 AI 部署的理想選擇,特別是在需要高度可攜性和穩定性的場景中。它不僅解決了傳統邊緣運算設備在部署時遇到的諸多限制,更為未來智慧化應用開創了新的可能性。


4 連接與擴充性

4a 豐富完整的 I/O 接口

reComputer Mini 雖然體積小巧,但保有完整的專業級工業介面:

  高速資料傳輸

  • 4x USB 3.0 Type-A (5 Gbps)
  • 2x USB 3.2 Type-A (10 Gbps)
  • 1x USB 2.0 Micro-B(設備模式)
  • 1x USB 2.0 Type-C(主機模式)
  • 乙太網路接口

  專業通訊介面

  • 2x UART (JST-4pin, 3.3V)
  • 2x I2C (JST-4pin, 3.3V)
  • 2x CAN 匯流排
    • 1x CAN JST 4pin (3.3V)
    • 1x CAN (XT30 2+2)
  • 1x SPI (JST 6pin, 3.3V)

  儲存擴充

  • M.2 Key M 插槽(支援 2242 NVMe 儲存)
  • M.2 Key E 插槽
  • 高速 PCIe 通道支援

4b 創新的擴充板設計

reComputer Mini 的擴充性通過底部的 140 pin 高速接頭來實現:

 擴充板優勢

  • 模組化設計便於功能擴充
  • 保持系統的緊湊性
  • 可自定義專屬擴充功能
  • 支援多種擴充方案:
    • 雙通道 CAN
    • 多通道乙太網
    • GMSL 攝影機介面

 實用性設計

  • 安裝簡便,無需複雜接線
  • 熱插拔支援
  • 整體高度僅增加 25.7mm
  • 維護便利性高

4c 攝影機與感測器整合能力

reComputer Mini 為視覺應用與感測器整合提供完整解決方案:

 視覺系統支援

  • 支援多組相機同時接入
  • 高速影像處理能力
  • 靈活的影像輸出(Display Port)
  • 支援多種相機介面:
    • MIPI CSI
    • USB 相機
    • 工業相機

Sony IMX415 4K Camera for NVIDIA Jetson Nano/Xavier™ NX

(圖片來源)

 感測器整合

  • 多重感測器並行處理
  • 即時資料融合能力
  • 支援常見工業感測器:
    • IMU 感測器
    • LiDAR
    • 超音波感測器
    • 環境感測器

Waveshare JetRacer Professional Version ROS AI Kit, Dual Controllers AI Robot, Lidar Mapping, Vision Processing, Includes Waveshare Jetson Nano Dev ...

(圖片來源)

 

4d 實際應用整合範例

這種全方位的連接與擴充能力,使得 reComputer Mini 能夠適應各種複雜的應用場景,從簡單的單一感測器應用到複雜的多系統整合專案都能完美勝任。其模組化的設計理念更確保了系統的可維護性與未來擴充的可能性。

  多感測器機器人

  1. 視覺系統
    • 前方障礙物偵測相機
    • 後方監控相機
    • 深度 (RGB-D) 相機
  2. 環境感知
    • IMU 姿態感測
    • LiDAR 掃描
    • 超音波測距
  3. 通訊整合
    • CAN 匯流排控制
    • 工業乙太網即時控制
    • 無線通訊模組

  智慧 AGV 應用

  • 多相機視覺導航
  • 即時路徑規劃
  • 安全感測器整合
  • 工業控制網路連接

NVIDIA announces huge GenAI update to Jetson Orin, greatly advancing human-robot interaction - HardwareZone.com.sg

(圖片來源)

5 軟體生態系統

5a JetPack 6 全面支援

reComputer Mini 完整支援 NVIDIA 最新的 JetPack 6 開發套件,提供全方位的開發環境:

   核心功能

  • 基於 Ubuntu 的最佳化作業系統
  • CUDA 加速計算庫
  • cuDNN 深度學習加速
  • TensorRT 推論優化引擎
  • 多媒體 API(影像編解碼加速)
  • 視覺庫(NVIDIA VPI)

 開發工具整合

  • Docker 容器支援
  • NVIDIA SDK Manager
  • 系統監控與效能分析工具
  • 完整的驅動程式支援
  • 電源管理最佳化工具

5b AI 開發框架完整支援

reComputer Mini 提供廣泛的 AI 框架支援,滿足不同開發需求:

  深度學習框架

  • TensorFlow
  • PyTorch
  • ONNX Runtime
  • Keras
  • Caffe
  • MXNet

  專業視覺處理

  • OpenCV
  • OpenVINO
  • NVIDIA DeepStream SDK
    • 多串流視訊分析
    • AI 視訊管線開發
    • 即時串流處理
 機器人開發工具

  • ROS/ROS2 完整支援
  • Isaac SDK 相容性
  • 自動駕駛開發套件
  • SLAM 工具鏈

5c 快速部署特性

reComputer Mini 特別強化了部署流程的效率:

 即時部署優勢

  • 預裝優化系統映像檔
  • 快速開機與系統設定
  • 自動硬體偵測與設定
  • 雲端同步部署支援

 開發效率提升

  1. 容器化部署
    • Docker 容器支援
    • NGC 容器註冊表存取
    • 自動化部署腳本
    • 環境一致性保證
  2. 開發工具鏈
    • VSCode 遠端開發支援
    • Jupyter Notebook 整合
    • Git 版本控制
    • CI/CD 管線支援
  3. 監控與維護
    • 系統健康監控
    • 遠端更新支援
    • 效能分析工具
    • 故障診斷功能

6 實際應用案例與優勢

6a 與標準 Jetson 開發套件的比較

 體積與整合度優勢

  • reComputer Mini:63x95x41mm
  • 標準 Jetson 開發套件:100x79x21mm(僅主板) 對比顯示:
    1. 整體體積減少約 40%
    2. 更高的元件整合度
    3. 更靈活的安裝方式

 開發效率提升

  1. 容器化部署
    • Docker 容器支援
    • NGC 容器註冊表存取
    • 自動化部署腳本
    • 環境一致性保證
  2. 開發工具鏈
    • VSCode 遠端開發支援
    • Jupyter Notebook 整合
    • Git 版本控制
    • CI/CD 管線支援
  3. 監控與維護
    • 系統健康監控
    • 遠端更新支援
    • 效能分析工具
    • 故障診斷功能

實用性比較

reComputer Mini 的創新設計優勢:

  • 工業級防護設計
  • 更廣的工作溫度範圍(-10°C 到 50°C)
  • 9-60V 寬電壓輸入(vs 標準開發套件的固定電壓)
  • 模組化擴充設計
  • 免工具安裝/拆卸

部署效率

特性 reComputer Mini 標準開發套件
安裝時間 < 30分鐘 2-4小時
接線複雜度 低(整合式設計) 高(需額外配線)
維護難度 模組化,易於維護 需要專業技術支援
整合成本 較低 較高

6b 移動場景應用優勢

 無人機應用

  1. 空中巡檢系統
    • 重量優勢:整機重量輕
    • 續航影響小:高效能功耗比
    • 即時處理:
      • 4K 影像即時分析
      • 障礙物自動迴避
      • 即時航線規劃
  2. 快遞無人機
    • 精準著陸控制
    • 包裹識別與追蹤
    • 即時路徑最佳化

 移動機器人

  1. 室內導航機器人
    • SLAM 即時建圖
    • 人流分析
    • 動態路徑規劃
  2. 戶外巡檢機器人
    • 全天候運作能力
    • 多感測器資料融合
    • 異常事件即時檢測

6c 功耗與效能的平衡

 reComputer Mini 採用了 NVIDIA Jetson Orin 運算模組,支援以下資源最佳化:TensorRT 加速、半精度運算與模型量化等等,並可針對不同場景搭配不同功率以達最優效能。

 智慧功耗管理

  • 動態效能調整
    • 依負載自動調整運算資源
    • 智慧散熱控制
    • 電池壽命最佳化
  • 工作模式配置
    • 15W 模式:全效能模式
    • 10W 模式:平衡模
    • 7W 模式:節能模式

 效能最佳化案例

  • 標準模式(15W):
    • 4K/30fps 影像處理
    • 多目標即時追蹤
    • 複雜場景分析
  • 節能模式(7W):
    • 1080p/30fps 處理
    • 單一目標追蹤
    • 基礎場景分析

結語

以上是根據 reComputer Mini 資料表結合  CAVEDU 對於 NVIDIA Jetson / SeeedStudio reComputer 的實務經驗所給出的初步分析。

很期待 reComputer Mini 在實際部署中的優勢,特別是其在移動場景中的傑出表現。透過靈活的功耗管理和優異的散熱設計,實現了效能與功耗的最佳平衡,為各類應用場景提供了可靠的運算平台。

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