Cùng nhau tìm hiểu về các khái niệm trong lĩnh vực điện toán nhúng, IoT và AI

Trước kia các khái niệm này còn rất là mới lạ với phần lớn mọi ngươì, kể cả trong ngành IT. Nhưng nhờ vào sự bùng nổ của AI gần đây, các khái niệm này càng trở nên gần gũi hơn và quen thuộc hơn đối với người dùng. Chúng ta cùng nhau tìm hiểu trước nhé.

Đầui tiên là các thiết bị

• Single Board Computer (SBC) – Máy tính đơn bo mạch: Đây là một máy tính hoàn chỉnh với đầy đủ các thành phần như CPU, RAM, bộ nhớ và các cổng kết nối, tất cả đều nằm trên một bo mạch duy nhất. các bo mạch này lại có các đầu kết nối I/O ra với các thiết bị khác như cổng mạng LAN, Wifi, HDMI, Audio, đầu ra màn hình DSI, đầu vào camera CSI, HDMI In v.v. ví dụ như Orange Pi. SBC thường được sử dụng cho các dự án đơn giản hoặc DIY, các dự án học tập, và một số ứng dụng nhúng như điều khiển thiết bị hoặc hiển thị nội dung.

• System on Module (SOM) – Hệ thống trên mô-đun: Đây là một mô-đun nhỏ gọn chứa các thành phần chính của máy tính như CPU, RAM và bộ điều khiển. Tuy nhiên, khác với SBC, SOM cần một bo mạch chủ (gọi là baseboard hoặc là carrier-board) khác để cung cấp kết nối đến các cổng I/O và nguồn cấp. SOM thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp hoặc sản phẩm thương mại, nơi mà tính linh hoạt và hiệu suất là quan trọng. Các bo mạch SOM hay còn được gọi với cái tên khác là Compute Module (Xem thêm về Compute Module) Orange Pi CM4 hoặc Orange Pi CM5 là các ví dụ.

• Edge Computing – Điện toán biên: Đây là khái niệm mô tả việc xử lý dữ liệu trực tiếp tại hoặc gần nơi dữ liệu được tạo ra, thay vì gửi toàn bộ dữ liệu lên đám mây để xử lý. Thiết bị tiền xử lý AI là các thiết bị nhỏ gọn, được trang bị khả năng xử lý AI (như nhận diện khuôn mặt, phân tích video) tại biên (ngay tại thiết bị) mà không cần đám mây. Điều này giúp giảm độ trễ và băng thông, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu xử lý nhanh như xe tự lái, camera thông minh, hay thiết bị IoT. Orange Pi 5 với dòng chip RK3588 là đặc trưng của các thiết bị này, với chip SoC RK3588 có khả năng xử lý NPU lên tới 6 TOPS.

Ngoài ra, còn có nhiều khái niệm tương tự liên quan đến SBC, SOM và Edge Computing, đặc biệt trong lĩnh vực điện toán nhúng, IoT và AI. Dưới đây là một số khái niệm liên quan:

1. Microcontroller Unit (MCU) – Vi điều khiển: Đây là một loại bộ vi xử lý tích hợp các thành phần như CPU, RAM, ROM, và các cổng I/O (input/output) trên một chip duy nhất. MCUs thường được sử dụng cho các ứng dụng rất cụ thể, như điều khiển cảm biến, điều khiển thiết bị gia dụng hoặc trong robot. Ví dụ: Arduino là một nền tảng phổ biến dựa trên MCU.
2. Field Programmable Gate Array (FPGA) – Mảng cổng lập trình trường: Đây là một loại chip có thể lập trình được sau khi sản xuất. FPGA cho phép người dùng thiết kế phần cứng tùy chỉnh cho các tác vụ cụ thể mà không cần sản xuất một chip chuyên dụng. FPGA thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tính linh hoạt và hiệu suất cao, như xử lý video, xử lý tín hiệu số, hoặc trong lĩnh vực truyền thông.
3. System on Chip (SoC) – Hệ thống trên chip: SoC là một chip tích hợp tất cả các thành phần cần thiết của một hệ thống máy tính như CPU, GPU, RAM, bộ điều khiển mạng và đôi khi cả bộ nhớ lưu trữ. SoC được sử dụng trong điện thoại thông minh, máy tính bảng, và các thiết bị IoT vì kích thước nhỏ gọn và hiệu suất cao.
4. Network on Chip (NoC) – Mạng trên chip: Đây là một kiến trúc mạng sử dụng trong các SoC lớn để kết nối các thành phần bên trong. Thay vì chỉ kết nối các thành phần qua các kênh đơn giản, NoC cung cấp một hệ thống kết nối phức tạp hơn, tối ưu hóa cho việc truyền dữ liệu hiệu quả giữa các thành phần trên chip. NoC thường được tìm thấy trong các SoC phức tạp, như trong các bộ xử lý AI và các ứng dụng máy chủ.

1. Industrial PC (IPC) – Máy tính công nghiệp: IPC là các máy tính được thiết kế để hoạt động trong các môi trường công nghiệp khắc nghiệt, như nhiệt độ cao, rung động mạnh, và bụi bẩn. IPC thường được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp và có thể hoạt động bền bỉ trong thời gian dài.
2. Embedded System – Hệ thống nhúng: Đây là một hệ thống máy tính được thiết kế để thực hiện một hoặc vài chức năng cụ thể trong một hệ thống lớn hơn. Hệ thống nhúng thường được tích hợp trong các thiết bị hàng ngày như lò vi sóng, máy giặt, ô tô, và nhiều thiết bị IoT.
3. Cloud Computing – Điện toán đám mây: Đây là khái niệm mô tả việc sử dụng các máy chủ từ xa trên Internet để lưu trữ, quản lý và xử lý dữ liệu. Nó khác với Edge Computing, nơi dữ liệu được xử lý tại biên. Cloud Computing phổ biến cho các dịch vụ cần lưu trữ và xử lý dữ liệu lớn mà không cần phần cứng mạnh tại chỗ.

1. Fog Computing – Điện toán sương mù: Điện toán sương mù là một mô hình nằm giữa Edge Computing và Cloud Computing, trong đó dữ liệu được xử lý tại các thiết bị mạng gần thiết bị biên (nhưng không trực tiếp trên thiết bị biên). Điều này giúp giảm tải cho đám mây và cải thiện hiệu suất xử lý, đồng thời có khả năng hỗ trợ cho các thiết bị không đủ mạnh để xử lý dữ liệu trực tiếp.