Arm芯片Cortex-M處理器地位無可爭(zhēng)議

根據(jù)Arm官網(wǎng)發(fā)布的消息顯示，在剛過去的2019年Q4（Arm FY Q319），全球Arm芯片的出貨量達(dá)到64億顆，其中Cortex-M處理器的出貨量達(dá)到驚人的43億顆，這主要是因?yàn)?a target="_blank">嵌入式終端智能需求的爆發(fā)性增長(zhǎng)導(dǎo)致的。Arm IP產(chǎn)品事業(yè)部總裁Rene Haas看來，這進(jìn)一步鞏固了Cortex-M在嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中無可爭(zhēng)議的首選處理器的地位。

Arm的數(shù)據(jù)進(jìn)一步指出，過去三年里基于Arm IP推出的芯片出貨量有了爆發(fā)性的增長(zhǎng)。如下圖所示，從1991年到2017年，公司實(shí)現(xiàn)了1000億芯片的出貨量，但過去三年的出貨量就高達(dá)600億顆，年均出貨量200億。

在營(yíng)收方面，根據(jù)軟銀此前的報(bào)告，arm的季度收入為5.05億美元，同比增長(zhǎng)3.9％。調(diào)整后的EBITDA從2018年同期的1.19億美元增長(zhǎng)至2019年的1.25億美元。

全新AI芯片助力嵌入式智能

為了更好地深耕嵌入式市場(chǎng)，Arm在早前推出了全新機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）硅智財(cái)、Arm Cortex-M55 處理器、Arm Ethos-U55 神經(jīng)網(wǎng)路處理器（NPU），這是針對(duì)Cortex-M 平臺(tái)推出的業(yè)界第一個(gè)微神經(jīng)網(wǎng)路處理器（microNPU），這樣的設(shè)計(jì)（Cortex-M55 結(jié)合Ethos-U55）為微控制器帶來480 倍-跳躍式的機(jī)器學(xué)習(xí)效能。全新的硅智財(cái)與搭配的開發(fā)工具，可為數(shù)十億個(gè)小型、低耗電的物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式設(shè)備，帶來史無前例的終端機(jī)器學(xué)習(xí)處理能力，并得以讓AI 的硬體與軟體開發(fā)人員能以更多的方式進(jìn)行創(chuàng)新。

Arm 資深副總裁暨車用與物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部總經(jīng)理Dipti Vachani 表示：「要讓AI 無所不在，設(shè)備制造商與開發(fā)人員，必須為數(shù)十億、乃至于最終數(shù)目達(dá)到數(shù)兆個(gè)設(shè)備，帶來終端的機(jī)器學(xué)習(xí)能力?！顾f：「我們的AI 平臺(tái)增添這些生力軍后，即便在最小的設(shè)備上，終端機(jī)器學(xué)習(xí)即將成為新的常態(tài)，因此再也沒有任何設(shè)備會(huì)是遺珠之憾，而這也讓AI 的潛力在范圍寬廣，并在那些且足以改變我們生活的應(yīng)用當(dāng)中，充份且有效地發(fā)揮。」

隨著物聯(lián)網(wǎng)與AI 的進(jìn)展以及5G 的推出，更多的終端智能意謂小型且成本敏感的設(shè)備，會(huì)愈來愈有聰明、功能也愈來愈強(qiáng)，同時(shí)因?yàn)閷?duì)云端與網(wǎng)際網(wǎng)路的依賴較小，也將具備更高的隱私性與可靠度。Arm 透過新的設(shè)計(jì)為微處理器帶來智能，降低半導(dǎo)體與開發(fā)成本，同時(shí)為想要有效提升終端數(shù)位訊號(hào)處理（DSP）與機(jī)器學(xué)習(xí)能力（ML）的產(chǎn)品制造商，加快他們產(chǎn)品上市的速度。

Cortex-M 處理器已經(jīng)成為開發(fā)人員運(yùn)算平臺(tái)的最佳選擇，而Arm 的合作伙伴也針對(duì)各種的客戶應(yīng)用，出貨超過500 億片基于Cortex-M 的芯片。新增的Cortex-M55，為Arm 歷來AI 能力最為強(qiáng)大的Cortex-M 處理器，它同時(shí)也是第一個(gè)基于Armv8.1-M 架構(gòu)、并內(nèi)建Arm Helium 向量技術(shù)，可以大幅增加DSP 與ML 效能，同時(shí)更省電。與前世代的Cortex-M 處理器相比，Cortex-M55 的ML 效能最高可提升15 倍，而DSP 效能也可提升五倍，且具備更佳的效能比。

此外，客戶也可以使用Arm Custom Instructions（客制化指令）延伸理器的能力，對(duì)特定工作負(fù)載的優(yōu)化，而這也是Cortex-M 處理器的全新功能。

針對(duì)需求更高的ML 系統(tǒng)，可將Cortex-M55 與Ethos-U55 搭配，后者是Arm 第一個(gè)微神經(jīng)處理器（microNPU）。兩者結(jié)合后與現(xiàn)有的Cortex-M處理器相比，ML 效能可以大幅提升480 倍。

Ethos-U55 具有高度的可配置性，同時(shí)也是專門設(shè)計(jì)用來加速空間受限的嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的ML 推理能力。它先進(jìn)的壓縮技術(shù)可以節(jié)省電力，并顯著縮小ML 模型尺寸，以便運(yùn)作之前只能在較大型系統(tǒng)上執(zhí)行的神經(jīng)網(wǎng)路運(yùn)算。

Arm 了解開發(fā)人員的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于帶動(dòng)AI 革命是十分重要的。因此，Arm 領(lǐng)先業(yè)界之Cortex-M 軟體開發(fā)工具完整地支援Cortex-M55 與Ethos-U55。如此一來，我們針對(duì)傳統(tǒng)、DSP 與ML 等工作負(fù)載，有了一致的開發(fā)流程；從TensorFlow Lite Micro 開始，針對(duì)先進(jìn)機(jī)器學(xué)習(xí)框架做特定的整合與優(yōu)化，確保開發(fā)人員無縫的體驗(yàn)，并透過任何Cortex-M 與Ethos-U55 的組態(tài)配置，獲取最高效能。

Arm 相信安全絕對(duì)不能只是事后彌補(bǔ)，且它對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的普及，極為重要。為了確保最安全的設(shè)計(jì)并提供一致的方式取得PSA 認(rèn)證產(chǎn)品，這些處理器和搭配的Corstone 參考設(shè)計(jì)，都可以與Arm TrustZone 一起運(yùn)作，以確保安全性可以更為簡(jiǎn)易地整合在系統(tǒng)單芯片中。

全新的Cortex-M CPU 與Ethos microNPU，凸顯Arm 致力于協(xié)助半導(dǎo)體設(shè)計(jì)人員與設(shè)備制造商，利用Arm 架構(gòu)在即便是最小的端點(diǎn)設(shè)備上，都能快速地進(jìn)行創(chuàng)新，并為物聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)燃全新一波的創(chuàng)造力與創(chuàng)新性。此一技術(shù)正獲得生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴與業(yè)界的廣泛支持，其中包括亞馬遜（Amazon）、Alif 半導(dǎo)體（Alif Semiconductor）、恒玄科技（Bestechnic）、賽普拉斯（Cypress）、杜比（Dolby）、 Google、恩智浦半導(dǎo)體（NXP）、Samsung、意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）等。