Arm發(fā)布兩款新型AI邊緣計(jì)算芯片 專為IoT終端設(shè)備設(shè)計(jì)

（Simon Segars期望Arm的合作伙伴在未來兩年內(nèi)出貨500億個(gè)芯片。）

半導(dǎo)體軟件設(shè)計(jì)公司Arm的邊緣AI硬件市場翻了一番，預(yù)計(jì)到2023年其市場價(jià)值將達(dá)到11.5億美元。它今天宣布了兩款具有AI功能的新型處理器-Arm Cortex-M55和Ethos-U55，這是一個(gè)神經(jīng)處理單元（NPU），專為物聯(lián)網(wǎng)（IoT）終端設(shè)備而設(shè)計(jì)，并支持軟件庫，工具鏈和模型。該公司聲稱，這兩款芯片預(yù)計(jì)將在2021年初上市，在某些語音和視覺場景下，它們的機(jī)器學(xué)習(xí)性能將提升多達(dá)480倍。

該公司在新聞材料中寫道：“在低功率端點(diǎn)設(shè)備上進(jìn)行“機(jī)器學(xué)習(xí)”處理對(duì)于實(shí)現(xiàn)AI在物聯(lián)網(wǎng)中潛力至關(guān)重要?！?“要實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新和規(guī)模化，需要擴(kuò)展的高級(jí)硬件功能。”

Cortex-M55是Arm的Cortex-M處理器產(chǎn)品組合的最新成員，該產(chǎn)品組合具有成本優(yōu)化和高能效的微控制器設(shè)備，與以前的Cortex-M以及前幾代產(chǎn)品相比，其自身的AI性能提升了15倍。與Ethos-U55一樣，它在參考設(shè)計(jì)Corstone-300中可用，該參考設(shè)計(jì)附帶了許多安全子系統(tǒng)和用于構(gòu)建安全嵌入式系統(tǒng)的工具包。

Cortex-M55還具有區(qū)別，它是第一個(gè)基于Arm的氦氣技術(shù)的片上系統(tǒng)，這是Armv8.1-M架構(gòu)的擴(kuò)展，該架構(gòu)針對(duì)低功耗硅進(jìn)行了優(yōu)化，并增加了150多個(gè)新的標(biāo)量和矢量指令。整數(shù)氦氣可以高效地計(jì)算8位，16位和32位定點(diǎn)數(shù)據(jù)，其中的后兩個(gè)在諸如音頻處理之類的傳統(tǒng)信號(hào)處理應(yīng)用中被廣泛使用。對(duì)于8位定點(diǎn)格式，它在機(jī)器學(xué)習(xí)處理（例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和圖像處理）中很常見，補(bǔ)充了浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型，包括單精度浮點(diǎn)數(shù)（32位）和半精度浮點(diǎn)數(shù)（16位） ）。

Arm表示，使用Cortex-M55，氦氣可將數(shù)字信號(hào)處理性能提高多達(dá)5倍，將機(jī)器學(xué)習(xí)性能提高15倍。此外，它還允許高級(jí)內(nèi)存接口提供對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的快速訪問，并內(nèi)置于Arm的TrustZone系統(tǒng)范圍內(nèi)的嵌入式安全技術(shù)。

Ethos-U55旨在與諸如Cortex-M55，Cortex-M33，Cortex-M7或Cortex-M4的Cortex-M處理器配對(duì)，包裝了32至256個(gè)可配置計(jì)算單元，能夠?qū)崿F(xiàn)多達(dá)32倍的運(yùn)算能力與Cortex-M55相比，機(jī)器學(xué)習(xí)性能得到提升。Arm宣稱，Corthos-E55和Cortex-M55相對(duì)于Cortex-M7而言，推理速度快50倍，而在語音活動(dòng)檢測，噪聲消除，兩麥克風(fēng)等任務(wù)中的能源效率提高了25倍。波束賦形，回聲消除，均衡，混合，關(guān)鍵詞識(shí)別和自動(dòng)語音識(shí)別。

在軟件方面，Ethos-U55和Cortex-M55都受益于統(tǒng)一的軟件開發(fā)流程，該流程將嵌入式代碼，數(shù)字信號(hào)處理器代碼和AI模型代碼折疊為一個(gè)。重要的是，它可以與流行的機(jī)器學(xué)習(xí)框架（如Google的TensorFlow和Facebook的PyTorch）以及Arm自己的解決方案很好地配合使用。