Axelera AI 导出与部署
实验性发布
这是一个实验性集成,演示了在 Axelera Metis 硬件上的部署。预计到2026 年 2 月将实现完全集成,届时模型导出将无需 Axelera 硬件,并支持标准 pip 安装。
Ultralytics 与 Axelera AI 合作,以在 边缘 AI 设备上实现高性能、高能效的推理。使用 Voyager SDK 将 Ultralytics YOLO 模型直接导出并部署到 Metis® AIPU。
Axelera AI 利用专有的数据流架构和内存计算,为边缘计算机视觉提供专用硬件加速,以低功耗实现高达856 TOPS的性能。
选择合适的硬件
Axelera AI 提供多种外形尺寸,以适应不同的部署限制。下表有助于您为 Ultralytics YOLO 部署选择最佳硬件。
graph TD
A[Start: Select Deployment Target] --> B{Device Type?}
B -->|Edge Server / Workstation| C{Throughput Needs?}
B -->|Embedded / Robotics| D{Space Constraints?}
B -->|Standalone / R&D| E[Dev Kits & Systems]
C -->|Max Density <br> 30+ Streams| F[**Metis PCIe x4**<br>856 TOPS]
C -->|Standard PC <br> Low Profile| G[**Metis PCIe x1**<br>214 TOPS]
D -->|Drones & Handhelds| H[**Metis M.2**<br>2280 M-Key]
D -->|High Performance Embedded| I[**Metis M.2 MAX**<br>Extended Thermal]
E -->|ARM-based All-in-One| J[**Metis Compute Board**<br>RK3588 + AIPU]
E -->|Prototyping| K[**Arduino Portenta x8**<br>Integration Kit]
click F "https://store.axelera.ai/"
click G "https://store.axelera.ai/"
click H "https://store.axelera.ai/"
click J "https://store.axelera.ai/"
硬件产品组合
Axelera 硬件产品线经过优化,可运行 Ultralytics YOLO11 和旧版本,具有高每瓦帧率效率。
加速卡
这些卡片可在现有主机设备中实现 AI 加速,从而促进了棕地部署。
| 产品 | 外形尺寸 | 计算 | 性能 (INT8) | 目标应用 |
|---|---|---|---|---|
| Metis PCIe x4 | PCIe Gen3 x16 | 4 倍 Metis AIPUs | 856 TOPS | 高密度视频分析、智慧城市 |
| Metis PCIe x1 | PCIe Gen3 x1 | 1x Metis AIPU | 214 TOPS | 工业PC,零售排队管理 |
| Metis M.2 | M.2 2280 M-Key | 1x Metis AIPU | 214 TOPS | Drones、机器人、便携式医疗设备 |
| Metis M.2 MAX | M.2 2280 | 1x Metis AIPU | 214 TOPS | 需要高级热管理的环境 |
集成系统
对于交钥匙解决方案,Axelera 与制造商合作提供经过 Metis AIPU 预验证的系统。
- Metis 计算板: 一款独立的边缘设备,将 Metis AIPU 与瑞芯微 RK3588 ARM CPU 配对。
- 工作站:来自戴尔(Precision 3460XE)和联想(ThinkStation P360 Ultra)的企业级塔式工作站。
- 工业PC: 研华和艾提娜的加固系统,专为制造自动化设计。
支持的任务
目前,对象 detect 模型可以导出为 Axelera 格式。正在集成其他任务:
| 任务 | 状态 |
|---|---|
| 目标检测 | ✅ 支持 |
| 姿势估计 | 即将推出 |
| 分割 | 即将推出 |
| 旋转边界框 | 即将推出 |
安装
平台要求
导出到 Axelera 格式需要:
- 操作系统:仅限Linux(推荐Ubuntu 22.04/24.04)
- 硬件:Axelera AI 加速器(Metis 设备)
- Python:3.10版本(3.11和3.12即将推出)
Ultralytics 安装
pip install ultralytics
有关详细说明,请参阅我们的Ultralytics 安装指南。如果您遇到困难,请查阅我们的常见问题指南。
Axelera 驱动程序安装
添加 Axelera 仓库密钥:
sudo sh -c "curl -fsSL https://software.axelera.ai/artifactory/api/security/keypair/axelera/public | gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/axelera.gpg"添加仓库到 apt:
sudo sh -c "echo 'deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/axelera.gpg] https://software.axelera.ai/artifactory/axelera-apt-source/ ubuntu22 main' > /etc/apt/sources.list.d/axelera.list"安装 SDK 并加载驱动程序:
sudo apt update sudo apt install -y axelera-voyager-sdk-base sudo modprobe metis yes | sudo /opt/axelera/sdk/latest/axelera_fix_groups.sh $USER
将 YOLO 模型导出到 Axelera
使用标准的 Ultralytics 导出命令导出您训练好的 YOLO 模型。
导出到 Axelera 格式
from ultralytics import YOLO
# Load a YOLO11 model
model = YOLO("yolo11n.pt")
# Export to Axelera format
model.export(format="axelera") # creates 'yolo11n_axelera_model' directory
yolo export model=yolo11n.pt format=axelera
导出参数
| 参数 | 类型 | 默认值 | 描述 |
|---|---|---|---|
format | str | 'axelera' | 适用于 Axelera Metis AIPU 硬件的目标格式 |
imgsz | int 或 tuple | 640 | 模型输入的图像尺寸 |
int8 | bool | True | 为AIPU启用INT8量化 |
data | str | 'coco128.yaml' | 数据集用于量化校准的配置 |
fraction | float | 1.0 | 用于校准的数据集比例(建议 100-400 张图像) |
device | str | None | 导出设备:GPU (device=0) 或 CPU (device=cpu) |
有关所有导出选项,请参阅导出模式文档。
输出结构
yolo11n_axelera_model/
├── yolo11n.axm # Axelera model file
└── metadata.yaml # Model metadata (classes, image size, etc.)
运行推理
使用 Ultralytics API 加载导出的模型并运行推理,类似于加载 ONNX 模型。
使用 Axelera 模型进行推理
from ultralytics import YOLO
# Load the exported Axelera model
model = YOLO("yolo11n_axelera_model")
# Run inference
results = model("https://ultralytics.com/images/bus.jpg")
# Process results
for r in results:
print(f"Detected {len(r.boxes)} objects")
r.show() # Display results
yolo predict model='yolo11n_axelera_model' source='https://ultralytics.com/images/bus.jpg'
已知问题
首次推理运行可能会抛出 ImportError。后续运行将正常工作。此问题将在未来版本中解决。
推理性能
Metis AIPU最大限度地提高吞吐量,同时最大限度地降低能耗。
| 指标 | Metis PCIe x4 | Metis M.2 | 注意 |
|---|---|---|---|
| 峰值吞吐量 | 856 TOPS | 214 TOPS | INT8 精度 |
| YOLOv5m FPS | ~1539 FPS | ~326 FPS | 640x640 输入 |
| YOLOv5s FPS | N/A | ~827 FPS | 640x640 输入 |
| 效率 | 高 | 非常高 | 适用于电池供电 |
基于Axelera AI数据的基准。实际FPS取决于模型大小、批处理和输入分辨率。
真实世界的应用
Ultralytics YOLO 在 Axelera 硬件上支持先进的边缘计算解决方案:
- 智能零售:实时目标计数和热力图分析,用于商店优化。
- 工业安全: 在制造环境中的低延迟 PPE detect。
- 无人机分析:在无人机上进行高速目标检测,应用于农业和搜救。
- 交通系统:基于边缘计算的车牌识别和速度估计。
推荐工作流程
- 使用Ultralytics 训练模式训练您的模型
- 导出 使用以下方式转换为 Axelera 格式
model.export(format="axelera") - 验证 具有...的精度
yolo val以验证最小量化损失 - 预测 使用
yolo predict用于定性验证
设备健康检查
验证您的 Axelera 设备是否正常运行:
. /opt/axelera/sdk/latest/axelera_activate.sh
axdevice
有关详细诊断,请参阅AxDevice 文档。
最大性能
此集成使用单核配置以确保兼容性。对于需要最大吞吐量的生产环境,Axelera Voyager SDK 提供:
- 多核利用(四核 Metis AIPU)
- 流式推理管道
- 适用于高分辨率摄像机的分块推理
请参阅模型库以获取 FPS 基准测试,或联系 Axelera以获取生产支持。
已知问题
已知限制
PyTorch 2.9 兼容性:第一次
yolo export format=axelera命令可能会因 PyTorch 自动降级到 2.8 而失败。请再次运行该命令以成功执行。M.2功耗限制:由于电源供应限制,大型或超大型模型在M.2加速器上可能会遇到运行时错误。
首次推理导入错误:第一次推理运行可能会抛出
ImportError。后续运行正常工作。
如需支持,请访问Axelera社区。
常见问题
Axelera支持哪些YOLO版本?
Voyager SDK 支持导出 YOLOv8 和 YOLO11 模型。
我可以部署自定义训练的模型吗?
是的。任何使用 Ultralytics 训练模式训练的模型,只要使用支持的层和操作,都可以导出为 Axelera 格式。
INT8量化如何影响准确性?
Axelera 的 Voyager SDK 会自动为混合精度 AIPU 架构量化模型。对于大多数 对象检测 任务,性能提升(更高的 FPS,更低的功耗)显著超过了对 mAP。量化过程耗时从几秒到几小时不等,具体取决于模型大小。运行 yolo val 导出后验证准确性。
我应该使用多少校准图像?
我们建议使用 100 到 400 张图像。超过 400 张不会带来额外的好处,反而会增加量化时间。请尝试使用 100、200 和 400 张图像,以找到最佳平衡。
在哪里可以找到 Voyager SDK?
SDK、驱动程序和编译器工具可通过Axelera开发者门户获取。