為了將 AI 功能帶入更多應(yīng)用，Arm 今天發(fā)布了Arm Cortex-M52 處理器。新的 Cortex CPU 內(nèi)核配備了一些熟悉的附加功能，例如 DSP 支持和 ML 加速，并通過(guò)為設(shè)計(jì)人員提供低成本和高效率的 ML 處理選項(xiàng)，完善了 Arm 處理器的 Cortex-M 系列。

Arm Cortex-M52 包含許多用于 AI/ML 開(kāi)發(fā)的功能，同時(shí)保持低功耗和高效率，使其成為嵌入式應(yīng)用的候選者。

隨著設(shè)計(jì)人員開(kāi)始將人工智能融入更多應(yīng)用中，一個(gè)常見(jiàn)的難題是在設(shè)備的尺寸、功耗和成本與支持最簡(jiǎn)單的機(jī)器學(xué)習(xí)模型所需的性能之間進(jìn)行平衡。因此，Cortex-M52 的目標(biāo)應(yīng)用是除了純粹性能之外，成本和效率也是關(guān)鍵指標(biāo)的應(yīng)用。

擴(kuò)展人工智能的應(yīng)用

盡管人們?cè)诼?tīng)到“人工智能”后通常會(huì)想到 GPT-4 等大型人工智能模型，但人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)模型的存在和影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了強(qiáng)大的生成式人工智能。事實(shí)上，人工智能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)自己在中端應(yīng)用中具有相當(dāng)大的影響力。在討論人工智能目前的應(yīng)用程度時(shí)，威廉姆森表示：“許多人只是沒(méi)有意識(shí)到人工智能已經(jīng)在嵌入式設(shè)備中部署了多少，而且它正在為我們的家庭、城市和行業(yè)的各種應(yīng)用帶來(lái)影響。”

然而，盡管人工智能模型用途廣泛，但它們本質(zhì)上需要大量的計(jì)算和信號(hào)處理，并且通常通過(guò) NPU 等額外的芯片進(jìn)行增強(qiáng)。因此，在優(yōu)先考慮成本或尺寸的應(yīng)用中，笨重的人工智能處理器可能不可行。

在預(yù)測(cè)性維護(hù)工作負(fù)載示例中，Cortex-M52 能夠滿(mǎn)足所有信號(hào)調(diào)節(jié)需求，使設(shè)計(jì)人員能夠簡(jiǎn)化嵌入式 AI/ML 開(kāi)發(fā)流程。

Arm 希望通過(guò)其最新的 Cortex 處理器來(lái)解決這些類(lèi)型的設(shè)備問(wèn)題。Cortex-M52 在 AI/ML 性能與尺寸、成本和面積之間取得了謹(jǐn)慎的平衡，使設(shè)計(jì)人員能夠在一系列新應(yīng)用中使用該處理器，而這在以前使用當(dāng)前一代處理器是不可能實(shí)現(xiàn)的。

性能提升

Cortex-M52 包含一些與前幾代和當(dāng)前 Cortex-M 系列成員不同的功能。也就是說(shuō)，它的尺寸、功耗和成本的減小使其能夠針對(duì)不需要太多計(jì)算能力的高效應(yīng)用。

與前幾代 Cortex相比，Cortex-M52 的 ML 性能提高了 5.6 倍，DSP 性能提高了 2.7 倍，使設(shè)計(jì)人員在開(kāi)發(fā)支持 ML 的應(yīng)用程序時(shí)能夠獲得相當(dāng)大的升級(jí)。此外，Cortex-M52還包括Arm的Helium、PACBTI和TrustZone技術(shù)，所有這些技術(shù)也可以在頂級(jí)的Cortex-M85中找到。

憑借 Helium 技術(shù)，Cortex-M52 比其前身 Cortex-M33 改進(jìn)了 DSP 和 ML 處理。借助 Cortex-M52，您不僅可以獲得比 Cortex-M33 更高的性能提升，還可以獲得改進(jìn)的縮放器性能和能源效率，以推動(dòng)人工智能驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新進(jìn)入新應(yīng)用。

由于安全性仍然至關(guān)重要，Cortex-M52 為 Armv8.1-M 架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了最新的安全擴(kuò)展。包括 PACBTI（指針身份驗(yàn)證和分支目標(biāo)識(shí)別），它與 TrustZone 相結(jié)合，提供增強(qiáng)的軟件威脅緩解功能。Cortex-M52 還將加速 PSA 認(rèn)證 2 級(jí)芯片的發(fā)展，從而支持下一代 PSA 認(rèn)證設(shè)備。

Cortex-M52 配有全面的軟件套件，使設(shè)計(jì)人員能夠放棄多種環(huán)境，轉(zhuǎn)而采用用于嵌入式代碼、DSP 和 AI/ML 編程的單一開(kāi)發(fā)工具鏈。這不僅改善了開(kāi)發(fā)體驗(yàn)，而且由于統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)工具，整體上還縮短了上市時(shí)間。

與前幾代 Arm 處理器相比，Cortex-M52 支持更高的 DSP 和 ML 性能，同時(shí)與 Cortex-M55 相比，其芯片面積更小。

改進(jìn)的 ML 性能與芯片面積減少 23% 相結(jié)合，可以大大提高設(shè)計(jì)人員將 AI 融入更多設(shè)備的能力。

Cortex M 52 對(duì)于消除 ML 采用障礙、實(shí)現(xiàn)在最小設(shè)備上的部署、讓每個(gè)人都能接觸到 AI、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模創(chuàng)新以及確保開(kāi)發(fā)人員繼續(xù)利用廣泛且經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的軟件工具至關(guān)重要。

非常適合嵌入式人工智能

總而言之，新的 Cortex-M52 可能是將 AI 功能引入低功耗或嵌入式應(yīng)用的一大進(jìn)步。這最終可以實(shí)現(xiàn)更高的性能，并為低功耗、高效率應(yīng)用帶來(lái)獨(dú)特的范式轉(zhuǎn)變。就 Arm 而言，他們認(rèn)為預(yù)測(cè)性維護(hù)、工業(yè)控制和傳感器融合等應(yīng)用都將受益于 AI/ML 模型的數(shù)據(jù)處理性能。

Cortex-M52 適用于高效應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員可以利用簡(jiǎn)單的 AI 模型來(lái)提高性能，同時(shí)保持嚴(yán)格的要求。

在總結(jié)新的 Arm 芯片如何使設(shè)計(jì)人員受益時(shí)，Arm 高級(jí)副總裁兼 IoT 業(yè)務(wù)線總經(jīng)理Paul Williamson表示：“我們正在將人工智能引入最小的設(shè)備中，我們相信，隨著我們繼續(xù)構(gòu)建人工智能驅(qū)動(dòng)的未來(lái)，這將使行業(yè)能夠進(jìn)一步擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備部署在ARM上。 雖然 Cortex-M52 可能是讓人工智能完全普及的第一步，但這是一個(gè)好兆頭，表明我們可能很快就會(huì)將智能融入所有新應(yīng)用中。”