AI HAT+ (人工智能板)
AI HATs是树莓派5的扩展板，内置人工智能加速芯片：Hailo 神经处理单元（NPU）。该NPU使树莓派5能够本地运行硬件加速的人工智能模型，无需将数据发送至远程云服务器处理。这种边缘AI方案可提升性能、降低延迟并保障数据隐私。有关AI HAT如何与树莓派5协同实现硬件加速AI推理的详情，请参阅说明。
AI HAT采用新版树莓派HAT规范，标记为加号(+)。目前提供两种型号：AI HAT+与AI HAT+ 2。更多信息请参阅 AI HAT 型号。这些AI HAT提供不同性能版本，以每秒万亿次运算（TOPS）衡量推理性能。AI HAT+提供13 TOPS或26 TOPS版本；AI HAT+ 2仅提供40 TOPS版本。更多信息请参阅 AI HAT TOPS。
26万亿次操作每秒（TOPS）树莓派AI HAT+
40万亿次操作每秒（TOPS）树莓派AI HAT+ 2
工作原理
AI HAT通过集成树莓派5主板，利用板载Hailo神经处理单元（加速芯片）实现硬件加速的AI推理。
当AI HAT+或AI HAT+ 2连接至树莓派5时，树莓派操作系统将自动检测板载加速器，并将支持的AI工作负载卸载至该芯片。这包括利用现有相机与视觉框架，在NPU上运行基于视觉的神经网络模型。有关连接AI HAT+或AI HAT+ 2至树莓派5的操作指南，请参阅 安装 AI HAT+
随树莓派操作系统附带的相机应用框架 rpicam-apps 和 Picamera2，可自动调用Hailo NPU执行图像识别、目标检测等支持的AI计算任务。更多信息请参阅 AI软件。
虽然检测和基本集成是自动完成的，但您还需安装其他软件组件和支持的AI模型才能使用硬件加速推理。更多信息请参阅 AI软件。
型号
下表列出了 AI HAT+ 与 AI HAT+ 2 的主要性能差异。有关各型号可用加速器芯片具体性能变体的信息，请参阅 AI HAT TOPS。
AI Kit 与 AI HAT+ 的 Hailo-8L 型号规格相同且功能等效。但 AI Kit 已停产，建议使用本页所述的 AI HAT 系列产品。
| 特性 | AI HAT+ | AI HAT+ 2 |
|---|---|---|
| 加速器芯片（Hailo NPU） | Hailo-8L（13 TOPS，INT8）或 Hailo-8（26 TOPS，INT8） | Hailo-10H（40 TOPS，INT4） |
| 内存（RAM） | 使用树莓派5的内存 | 配备独立8GB板载内存，可运行参数规模达约60亿的大型语言模型（LLM）和视觉语言模型（VLM） |
| 大型语言模型（LLM）支持 | 不支持 | 支持 |
| 视觉语言模型（VLM）支持 | 不支持 | 支持 |
| 应用场景 | 目标检测、摄像头后处理、机器人技术、中等神经网络负载 | 涵盖AI HAT+所有功能及生成式AI任务，包括本地LLM与VLM |
性能（TOPS）版本
AI HAT+ 提供以下每秒万亿次运算（TOPS）推理性能版本：
- 13 TOPS 版本基于 Hailo-8L 神经网络加速器构建。适用于中等工作负载，性能与 AI Kit 相当。
- 26 TOPS 版本：基于 Hailo-8 神经网络加速器构建，支持更大规模网络、更高吞吐量及并行AI模型。
AI HAT+ 2 搭载 Hailo-10H 神经网络推理加速器，提供 40 TOPS 推理性能。除支持所有AI HAT+工作负载外，还新增本地LLM与VLM能力，可实现文档本地聊天等应用场景。
物理规格
下图展示了AI HAT+、AI HAT+ 2及AI HAT+ 2配套散热器的物理尺寸。AI HAT+与AI HAT+ 2尺寸相同，主要视觉差异在于AI HAT+ 2新增了SDRAM模块。更多差异说明详见 AIHAT-型号文档。
AI HAT+规格参数
下图展示AI HAT+的近似物理尺寸（单位：毫米）。AI HAT+ 约为 66 mm × 56.5 mm。Hailo NPU 周围设有金属外壳，尺寸约为 17 mm × 17 mm。
AI HAT+ 机械结构图；所有尺寸均为毫米单位近似值
AI HAT+ 2 及散热器规格
下图展示了AI HAT+ 2的近似物理尺寸（单位：毫米）。AI HAT+ 2尺寸约为66毫米×56.5毫米。Hailo NPU尺寸约为15毫米×15毫米，SDRAM尺寸约为14.5毫米×10毫米。
AI HAT+ 2 机械结构图；所有尺寸均为近似值且单位为毫米
下图展示了 AI HAT+ 2 散热器的近似物理尺寸（单位：毫米）。考虑到散热器两端用于固定至AI HAT+ 2的推针孔，散热器整体尺寸约为42.5毫米×64毫米。安装推针时，AI HAT+ 2高度约为14毫米；移除推针后，高度约为3.2毫米。
AI HAT+ 2散热器机械示意图；所有尺寸均为毫米单位近似值
硬件组装
请确认备齐所需硬件，然后按照步骤将 AI HAT+ 或 AI HAT+ 2 安装到树莓派 5 上。开始前请确保树莓派 5 已断电。
准备工作
AI HAT+ 和 AI HAT+ 2 均配备以下安装硬件：
- 四个螺纹垫片。
- 四颗长螺钉（用于将垫片固定至树莓派5）
- 四颗短螺钉（用于将AI HAT+或AI HAT+ 2安装至树莓派5的垫片）
- GPIO堆叠接头。
- 平面排线。
AI HAT安装硬件示意图
此外您还需要：
- 一台树莓派5。
- 一把十字螺丝刀。
- 可选配件：树莓派主动散热器（推荐）。该铝制散热片内置风扇，可有效帮助树莓派5散热，维持安全工作温度。
AI HAT+ 2 附带额外散热片需安装在扩展板顶部。建议同时安装主动散热器（用于树莓派 5）和散热片（用于 AI HAT+ 2）。
备齐所有硬件后，请按以下步骤操作：
步骤 1. 安装主动散热器（推荐）
我们建议您为树莓派 5 安装主动散热器。若想跳过此步骤，或您的树莓派 5 已安装主动散热器，请直接进入下一步。
首先确保树莓派5已断电，然后：.
- 准备散热器。撕除散热器底部的导热垫保护纸，使每个导热垫的粘性表面暴露出来。
- 定位散热器。将两个白色推销对准树莓派5上的两个专用散热孔。此时导热垫将与无线射频模块、系统级芯片（SoC）及电源管理集成电路（PMIC）对齐。
- 固定散热器。轻压散热器使其贴合树莓派5机身，随后均匀按压两枚白色推针，直至其完 全卡入机身散热孔并发出咔嗒声。.
- 连接风扇。将风扇的JST接口插入树莓派5的风扇接口。
使用前请确保推针完好无损且牢固卡入树莓派5。
建议安装后勿拆卸散热器，因拆卸可能导致推针与导热垫损坏，进而造成设备损伤。
步骤2. 安装AI HAT+ 2散热片（推荐）
AI HAT+ 2附带额外散热片。若您安装的是 AI HAT+ 而非 AI HAT+ 2，可跳过此步骤。
虽然 AI HAT+ 2 附带的散热片为可选配件，但我们建议将其安装在 AI HAT+ 2 上，尤其在运行基准测试或高强度 AI 工作负载时。这可防止 AI HAT+ 2 因过热导致性能下降。
在将散热片安装至树莓派5之前，请按以下步骤将其固定在AI HAT+ 2上：.
- 准备散热片。撕除散热片底面导热垫上的保护纸，露出各导热垫的粘性表面。.
- 定位散热片。将散热器上的两个黑色推销对准AI HAT+ 2对角线相对位置的专用散热孔。此时导热垫将与电源调节器、Hailo NPU及SDRAM芯片精准对齐。.
- 固定散热器。均匀按压两个黑色推销，直至其卡入AI HAT+ 2散热孔并发出咔嗒声。
使用前请确保推销完好无损且牢固卡入AI HAT+ 2。
建议安装至树莓派AI HAT+ 2后勿拆卸散热片。拆卸可能导致推销和导热垫损坏，进而造成产品损伤。
步骤 3. 安装 AI HAT
AI HAT+ 和 AI HAT+ 2 均通过 PCIe 接口连接至树莓派 5，该接口是用于连接硬件组件的高速接口。
首先确保树莓派 5 已断电，然后：.
- 安装垫片。使用十字螺丝刀，将四枚较长的螺丝穿过树莓派5的黄色孔位，固定四个垫片。.
- 连接GPIO堆叠接头。将GPIO堆叠接头对准树莓派5的GPIO引脚，用力按压直至完全卡入。接头方向不限，但需确保所有GPIO引脚正确对齐并插入。
- 断开AI HAT上的PCIe排线连接。将AI HAT上PCIe接口两侧的卡扣向外滑动，然后轻轻拔出排线。
- 将PCIe排线插入树莓派。将排线另一端插入树莓派5的PCIe接口。操作时需先从两侧向上推开树莓派5的PCIe接口卡扣，再将排线插入接口。确保金属触点朝内（面向USB接口方向）。
- 固定PCIe排线至树莓派。固定排线位置的同时，从两侧将卡扣推回插槽，确保排线均匀插入。
- 安装AI HAT扩展板。将AI HAT主组件朝上放置，对齐扩展板的安装孔与树莓派5的垫片。使用剩余四颗（较短）螺丝固定AI HAT。.
- 将PCIe排线插入AI HAT。将排线未连接端插入AI HAT的PCIe接口。操作步骤：先从两侧向外滑开AI HAT上PCIe接口的卡扣，再将排线插入接口。.
- 固定PCIe排线至AI HAT。固定排线位置的同时，从两侧将卡扣推回接口，确保排线均匀插入。
后续步骤：运行AI模型
AI HAT支持Hailo提供的示例模型及针对特定应用训练的自定义模型，例如语音转文本、翻译或视觉场景分析。可用示例模型列表请参阅Hailo的 模型探索器。
要在树莓派5上运行AI模型，请参阅 AI软件 文档，其中提供以下信息与指 导：
- 在树莓派5上运行AI加速视觉模型
- 与AI HAT+ 2相关的生成式AI模型
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