در میان تحول سریع صنعت تشخیص بیومتریک، پیوند عمیق قابلیت های الگوریتم و قدرت محاسباتی تراشه به یک متغیر کلیدی تبدیل می شود که رقابت محصول را تعیین می کند.سری پردازنده های اختصاصی QianCore و KunCore که به طور مستقل توسط Homsh توسعه یافته اند، به ترتیب دو قابلیت اصلی دارند:تشخیص در زمان واقعی در لبه و تطبیق پایگاه داده در مقیاس بزرگ در ابر، ساخت یک سیستم تراشه ای تشخیص آیریس یکپارچه با ابرهای کناری.
چرا تراشه های اختصاصی؟
در طول دهه گذشته، صنعت تشخیص آیریس برای مدت طولانی به پردازنده های عمومی (سری ARM Cortex-A) یا پردازنده های سیگنال تصویری (ISP) برای اجرای الگوریتم های تشخیص تکیه کرده است.در حالی که این رویکرد در سناریوهای الکترونیک مصرفی قابل کنترل است، در ابعاد کلیدی متعدد دچار تنگنایی های آشکار است.
الزامات سختگیرانه زمان واقعی:در سناریوهای مانند تورنیکل های حمل و نقل راه آهن و تصفیه سریع فرودگاه، تاخیر یک تشخیص واحد باید در 500ms کنترل شود.پردازنده های عمومی اغلب بیش از 800ms در حالت کم مصرف هستند، که به طور مستقیم تجربه دسترسی را مختل می کند.
محدودیت های سختگیرانه مصرف برق:ترمینال های صنعتی اینترنت اشیا و تجهیزات مرزی بیرونی معمولاً به منبع انرژی خورشیدی یا باتری تکیه می کنند.مصرف انرژی در بار کامل پردازنده های عمومی (515W) از حد بالا قابل قبول بسیار بیشتر است، محدود کردن امکان استفاده از راه دور.
خطوط قرمز امنیت اطلاعات غیر قابل معامله:سناریوهای دولتی، قضایی و نظامی مستلزم این است که ویژگی های آیریس هرگز از طرف لبه خارج نشوند.نرم افزار باز تراشه های عمومی دارای خطرات امنیتی بالقوه است و نمی تواند الزامات سطح حفاظت طبقه بندی شده 3 و بالاتر را برآورده کند..
این سه محدودیت است که Homsh را به مسیر تحقیق و توسعه چپ مستقل هدایت کرده است و منجر به دو خط محصول با موقعیت های متمایز و همکاری متقابل شده است: QianCore و KunCore.
II. معماری QianCore: فلسفه طراحی سخت افزار مبتنی بر الگوریتم
مفهوم اصلی طراحی سری QianCore "اول الگوریتم، سازگاری سخت افزار" است: ابتدا نمودار محاسباتی الگوریتم Phaselirs TM را به دقت تجزیه کنید،سپس واحد های شتاب دهنده سخت افزاری هدفمند را طراحی کنید، به جای اینکه به زور الگوریتم را به یک تراشه عمومی منتقل کنیم.
موتور شتاب دهنده فیز آیریس (PIAE)
محاسبات اصلی الگوریتم Phaselirs TM شامل دو مرحله اصلی است: فیلتر گابور و کدگذاری فاز، که هر دو عملیات متریکسی فشرده هستند.QianCore یک موتور شتاب دهنده فیز آیریس اختصاصی (PIAE) را در تراشه یکپارچه می کند:
●از طریق همپای سازی سه مرحله ای، پیش پردازش تصویر، محل سازی آیریس و استخراج ویژگی را به صورت همپوشانی انجام می دهد و سرعت تولید را 2.8 برابر افزایش می دهد؛
● این سیستم شتاب نقطه ثابت INT8 را که بر اساس ویژگی های عددی Phaselirs TM طراحی شده است، اجرا می کند و نسبت بهره وری انرژی را با کاهش دقت کمتر از 0.03٪، 4.1 برابر بهبود می بخشد.
● حافظه کش SRAM اختصاصی 512 کیلو بایت در تمام زمان ها الگوهای ویژگی های آیریس را در تراشه نگه می دارد و به طور کامل تنگنایی پهنای باند DRAM خارجی را از بین می برد.
محیط اجرای قابل اعتماد در سطح سخت افزار (TEE-H)
QianCore با استفاده از یک محیط اجرای قابل اعتماد (TEE-H) در سطح سخت افزاری:تولید و تطبیق وکتورهای ویژگی آیریس به طور کامل در یک دامنه امنیتی از نظر فیزیکی در طول فرآیند انجام می شود.. از ذخیره سازی رمزگذاری شده رمزگذاری شده SM4 پشتیبانی می کند ، مطابق با الزامات GB / T 39786-2021؛ فن آوری عملکرد غیر قابل شبیه سازی فیزیکی (PUF) یک کلید تراشه منحصر به فرد را تولید می کند ،جلوگیری از کلون سازی نرم افزار و حملات استخراج کلید.
کنترل کیفیت تصویر سازگاری (AQCC)
در محیط های خرید واقعی، نوسانات روشنایی، عدم شفافیت حرکت و محاصره سه عامل اصلی تأثیر بر دقت تشخیص هستند.ماژول AQCC یکپارچه شده در QianCore کیفیت فریم های جمع آوری شده را در زمان واقعی قبل از خط لوله پردازش اصلی ارزیابی می کند، و به طور خودکار تصمیم می گیرد تا مکمل نور، به دست آوردن مجدد یا تطابق ضعیف را تحریک کند، و نرخ فریم موثر را به بیش از 92٪ افزایش دهد.
III. مجموعه محصولات دو تراشه ای، شامل سناریوهای کامل نوار ابر
QianCore Q80 (طرف لبه)
در زمان واقعی · آفلاین · خارج کردن داده از لبه
QianCore Q80 پردازنده اختصاصی پرچمدار Homsh است که برای سناریوهای استقرار لبه ساخته شده است. برای ترمینال های کنترل دسترسی، تورنیتل ها، دستگاه های دستی، ماژول ها و سایر فاکتورهای فرم طراحی شده است.تمام فرآیند نتیجه گیری الگوریتم Phaselirs TM را کاملاً در سمت لبه اجرا می کند. داده های ویژگی آیریس هرگز دستگاه را در طول فرآیند ترک نمی کنند و سخت ترین الزامات حاکمیت داده را برآورده می کنند.
● تاخیر تشخیص تک ≤380ms (متوسط صنعت: 600 ≈ 900ms)
● مصرف برق در حالت ایستادگی <0.8W (متوسط صنعت: 2.5-5W)
● نرخ پذیرش نادرست (FAR) <0.0001٪
● دمای کار: -40°C ~ +75°C
● خارج کردن داده ها از طرف لبه: غیرفعال (پراکنش کامل طرف لبه)
KunCore K30 (به سمت ابر)
1:N تطبیق پایگاه داده در مقیاس بزرگ · بازیابی سطح صد میلیون · رقابت بالا
KunCore K30 یک تراشه تسریع تطبیقی اختصاصی است که توسط Homsh برای سناریوهای ابری و سرور توسعه داده شده است. ماموریت اصلی آن پشتیبانی از مقیاس فوق العاده بزرگ 1 است:جستجو در سیستم های خودکار شناسایی بیومتریک (ABIS) در سطح دولتی و ملیبعد از اینکه QianCore Q80 استخراج ویژگی را در سمت لبه تکمیل کرد، بردار ویژگی رمزگذاری شده به پشت سر آپلود می شود،که در آن KunCore K30 تطبیق هم زمان بالا را با یک پایگاه داده صد میلیون در ابر تکمیل می کند..
● هم زمان سازی گسترده: پشتیبانی از زمان واقعی 1: N مطابقت با یک پایگاه داده پرسنل از ده میلیون تا صد میلیون ورودی
● خوشه ای با قابلیت اطمینان بالا: مقیاس افقی چند کارت با 99.99٪ در دسترس بودن خدمات
● انطباق داخلی: الگوریتم های رمزگذاری ملی با لینک کامل، که توسط اداره رمزنگاری دولتی تأیید شده است
● فرم های پیاده سازی: ابر دولتی / ابر خصوصی / مرکز داده در محل
IV. ادغام نوک ابر: معماری همکاری QianCore و KunCore
QianCore و KunCore دو محصول جدا شده نیستند، بلکه دو گره از یک معماری کاملی و یکپارچه تشخیص آیریس هستند:
[ ترمینال جمع آوری (کیمرا / NIR) ] → [ QianCore Q80 (استدلالات لبه · خارج کردن داده های صفر لبه) ] → بارگذاری ویژگی های رمزگذاری شده → [ KunCore K30 (صد میلیون سطح 1:N Retrieval) ] → توزیع نتایج تطابق
ارزش استراتژیک این معماری عبارت است از: امن کردن مرز امنیتی در سمت لبه،در حالی که از مقیاس پذیری کامپیوتری نامحدود در ابر استفاده می کند ، اما همچنین توانایی گسترش افقی نامحدود را به دست می آورد.
V. اهمیت صنعتی: از وابستگی به مستقل و قابل کنترل
در گذشته، تولیدکنندگان داخلی تشخیص آیریس به شدت به تامین کنندگان خارجی (مانند TI OMAP و سری NXP i.MX) در سطح تراشه وابسته بودند.در پس زمینه تشدید کنترل صادرات، ثبات زنجیره تامین با خطرات پنهان قابل توجهی مواجه است.
تولید انبوه QianCore Q80 و KunCore K30 نشان می دهد که Homsh یک طرح مستقل از الگوریتم → ماژول → تراشه را تکمیل کرده است.و قابلیت های مستقل و قابل کنترل در دو ابری را به طور همزمان به دست آورد:
● امنیت زنجیره تامین: واحد محاسباتی اصلی به یک تامین کننده خارجی تکیه نمی کند و تضمین های قابل اعتماد دراز مدت را برای مشتریان زیرساخت های حیاتی فراهم می کند.
● انعطاف پذیری سفارشی سازی: نسبت شتاب الگوریتم، سطح امنیت و پروتکل رابط می تواند به طور انعطاف پذیر با توجه به نیازهای مشتری تنظیم شود،کوتاه کردن چرخه سفارشی سازی از میانگین صنعت 6 ماه به 6 هفته.
● همکاری اکوسیستم: به طور عمیق با پلت فرم نرم افزاری OVAI، ارتقاء OTA سخت افزاری و تکرار نسخه الگوریتم به طور همزمان برای محافظت از سرمایه گذاری بلند مدت مشتریان ترویج می شود.
QianCore Q80 حاشیه را امن می کند، در حالی که KunCore K30 ابر را تقویت می کند.این دو تراشه به طور مشترک حامل اصلی استراتژی Homsh از "الگوریتم های مستقل × تراشه های مستقل" هستند، نشان دهنده یک گام مهم در ساخت خندق تکنولوژیکی خود در عصر همکاری نوار است.
