MPU市場的競爭格局與技術(shù)發(fā)展趨勢

前言： 在面對(duì)日益復(fù)雜和數(shù)據(jù)量龐大的應(yīng)用場景時(shí)，MCU的計(jì)算能力已經(jīng)面臨瓶頸，無法滿足更高處理性能的需求。因此需要向更高處理性能的MPU進(jìn)行演進(jìn)。

工業(yè)革新的技術(shù)中MPU作用不容忽視

隨著智能化、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的迅猛發(fā)展，MPU的應(yīng)用領(lǐng)域也在持續(xù)擴(kuò)大，現(xiàn)已涵蓋工業(yè)控制、智能家居、醫(yī)療電子以及汽車電子等多個(gè)領(lǐng)域。

自動(dòng)化、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得工業(yè)制造過程越來越智能化和高效。

智能工廠、無人工廠等先進(jìn)理念正逐漸成為現(xiàn)實(shí)，極大地提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

在推動(dòng)工業(yè)革新的各項(xiàng)技術(shù)中，MPU的作用不容忽視。盡管其市場規(guī)模相較于手機(jī)市場仍顯較小，但MPU在工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

隨著工業(yè)系統(tǒng)的持續(xù)升級(jí)，MPU正朝著64位遷移，進(jìn)一步推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化進(jìn)程。

邊緣AI推動(dòng)嵌入式MPU走向前臺(tái)

隨著AI大模型在終端設(shè)備上的廣泛應(yīng)用，智能化體驗(yàn)的需求日益增長，這導(dǎo)致了海量終端數(shù)據(jù)處理的挑戰(zhàn)。企業(yè)的業(yè)務(wù)部署和數(shù)據(jù)生成正在向邊緣側(cè)轉(zhuǎn)移。

這一趨勢推動(dòng)了邊緣AI和AIoT需求的爆發(fā)式增長，為高性能嵌入式MPU帶來了巨大的發(fā)展機(jī)遇。

與MCU相比，嵌入式MPU在處理能力、性能、指令集復(fù)雜性、內(nèi)存和存儲(chǔ)容量、外設(shè)和接口選項(xiàng)（如USB、以太網(wǎng)、高級(jí)圖形接口等）以及功耗和價(jià)格方面具有顯著優(yōu)勢，適用于更復(fù)雜和高性能的應(yīng)用。

嵌入式MPU在算力性能、外設(shè)資源均優(yōu)于MCU，同時(shí)，邊緣AI時(shí)代大爆發(fā)催生的算力需求，讓嵌入式廠商升級(jí)產(chǎn)品，向上拓寬MCU性能不能達(dá)到的產(chǎn)品路線，展開了MPU的創(chuàng)新大戰(zhàn)。

德州儀器、瑞薩電子、意法半導(dǎo)體和NXP等國際傳統(tǒng)大廠都在著力打造MPU解決方案，而國產(chǎn)芯片廠瑞芯微的MPU產(chǎn)品也非常豐富。

特別值得一提的是，ST和NXP這兩家芯片廠商，為了進(jìn)一步鞏固市場地位，不僅針對(duì)邊緣計(jì)算進(jìn)行了技術(shù)研發(fā)，還收購了相關(guān)的AI開發(fā)軟件，從而降低了開發(fā)門檻，使得更多的開發(fā)者能夠利用他們的技術(shù)。

ST推出了STM32Cube.AI和Nanoedge AI軟件開發(fā)工具，而NXP則推出了eIQ ML軟件環(huán)境，這些工具都極大地推動(dòng)了邊緣AI技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

意法半導(dǎo)體：STM32走紅進(jìn)入MPU市場

STM32MP1是他們?cè)贛PU領(lǐng)域的首個(gè)產(chǎn)品，包括從單核Arm Cortex-A7到雙核Arm Cortex-A7和Cortex-M4內(nèi)核的微處理器產(chǎn)品。

去年四季度，他們開始發(fā)放STM32MP2的樣片，這意味著意法半導(dǎo)體的MPU也步入了64位時(shí)代。

STM32MP13 產(chǎn)品線是2023年推出的基于Arm Cortex-A內(nèi)核的STM32 MPU新品，不僅可運(yùn)行嵌入式Linux系統(tǒng)，還可針對(duì)實(shí)時(shí)性能有嚴(yán)格要求的應(yīng)用場景裸跑應(yīng)用程序。

也是迄今為止價(jià)格最實(shí)惠的STM32MPU，主要面向成本敏感型微處理器應(yīng)用。這是一款應(yīng)用于工業(yè)級(jí)的通用MPU產(chǎn)品，易用、安全、低功耗是其最大的特點(diǎn)。

該處理器采用主頻高達(dá)1GHz的單ArmCortex-A7內(nèi)核。集成創(chuàng)新節(jié)能特性，配備雙路千兆以太網(wǎng)口和全方位安全功能。

STM32MP25配備了1顆或2顆64位Arm Cortex-A35內(nèi)核，主頻高達(dá)1.5GHz，而且能量效率很高。它不僅能處理實(shí)時(shí)任務(wù)，還集成了一顆400MHz Cortex-M33內(nèi)核。

近日推出了邊緣AI加速微處理器第二代STM32 MPU，該處理器提高了工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)邊緣應(yīng)用的性能和安全性，預(yù)計(jì)將于2024上半年批量生產(chǎn)。

新的微處理器進(jìn)一步加大了公司在應(yīng)用處理器方面的投資，將64位內(nèi)核與邊緣AI加速、高級(jí)多媒體功能、圖形處理和數(shù)字連接相結(jié)合。

瑞薩：引入AI性能開辟新系列產(chǎn)品

瑞薩電子作為MCU市場的領(lǐng)軍者，其產(chǎn)品在汽車、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

具體來說，RZ/V系列MPU分為三大產(chǎn)品群：RZ/V2M、RZ/V2L和RZ/V2MA。

其中，RZ/V2M配備高性能圖像信號(hào)處理器（ISP），支持4K/30fps；RZ/V2L則配備3D圖形引擎和多種通用外設(shè)功能，應(yīng)用范圍廣泛；

而RZ/V2MA除了DRP-AI外，還加入了OpenCV加速器，可顯著提升各類圖像處理設(shè)備的性能。

此外，瑞薩今年還重點(diǎn)推出了RA8系列處理器新品，其中RA8M1在DSP和AI/ML等方面具備超高性能，填補(bǔ)了MPU與MCU之間的性能差距。

工程師能夠輕松實(shí)現(xiàn)高分辨率人機(jī)界面(HMI)、嵌入式視覺、嵌入式人工智能(e-AI)以及實(shí)時(shí)控制等功能，同時(shí)支持工業(yè)以太網(wǎng)連接。

RZ子系列包括適用于人工智能的RZ/V系列，適用于人機(jī)界面的RZ/A系列和RZ/G系列(基于Linux的微處理器)，以及適用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)及實(shí)時(shí)控制的RZ/T和RZ/N系列。

瑞薩電子的RZ系列MPU是其近年來主推的產(chǎn)品，尤其以高端的RZ/V系列為翹楚。

此系列MPU內(nèi)置了瑞薩電子獨(dú)特的AI加速器“DRP（Dynamically Reconfigurable Processor)-AI”，使其在AI推理性能和功耗方面表現(xiàn)優(yōu)異。

德州儀器：面向智能汽車及系統(tǒng)的創(chuàng)新產(chǎn)品

在模擬芯片領(lǐng)域，德州儀器已經(jīng)穩(wěn)坐鐵王座長達(dá)十多年之久，始終不斷進(jìn)行嵌入式業(yè)務(wù)的布局和迭代。

該公司推出的基于ARM內(nèi)核的MPU產(chǎn)品系列具有高度豐富性和廣泛的應(yīng)用場景，能夠?yàn)槠?、工業(yè)以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供卓越的邊緣計(jì)算性能，確保高效的運(yùn)營和穩(wěn)定的系統(tǒng)表現(xiàn)。

TI推出了一系列針對(duì)邊緣AI視覺應(yīng)用的產(chǎn)品，包括AM62Ax、AM68A以及AM69A。此外，還發(fā)布了用于HMI的AM62P，以及合封SoC和LPDDR4的AM625SIP。

德州儀器 Jacinto 7系列產(chǎn)品具備單芯片0—32T的算力，具備高可拓展性，其強(qiáng)信息安全的技術(shù)優(yōu)勢能夠加速ADAS技術(shù)的大眾化和普及化。

德州儀器AM62A系列MPU支持2TOPS，具有低功耗和高性價(jià)比等特點(diǎn)，同時(shí)內(nèi)置ISP且支持多路攝像頭輸入。

恩智浦：率先布局嵌入式MPU領(lǐng)域

恩智浦在嵌入式控制器領(lǐng)域擁有豐富多樣的MCU和MPU產(chǎn)品線，既包括基于ARM內(nèi)核的處理器，又涵蓋了基于Power Architecture技術(shù)的處理器。

這些產(chǎn)品在工業(yè)和消費(fèi)電子市場中均獲得了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用，特別是在嵌入式MPU領(lǐng)域，恩智浦的市場份額居行業(yè)領(lǐng)先地位。

為了滿足不同應(yīng)用的需求，恩智浦推出了三大系列的產(chǎn)品：i.MX應(yīng)用處理器系列，主要面向汽車、消費(fèi)電子/工業(yè)多媒體和顯示應(yīng)用，提供異構(gòu)多核和單核處理器；

Layerscape處理器系列，主要用于云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心等高計(jì)算需求領(lǐng)域，提供多核SoC解決方案；

S32處理器系列，具備高性能和實(shí)時(shí)功能，專為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

其中，i.MX應(yīng)用處理器系列作為恩智浦的核心產(chǎn)品系列，深受嵌入式工程師的青睞和信賴。

結(jié)尾：

隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的廣泛部署和應(yīng)用的多樣化，對(duì)設(shè)備智能化和自主決策能力的要求也不斷提升。

在傳統(tǒng)觀念中，人工智能的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用需要高性能的MPU或PC才能實(shí)現(xiàn)。

然而，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，MCU/MPU在AI領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸嶄露頭角，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

審核編輯：黃飛