Arm推出两款新型AI边缘计算芯片，在语音及视觉领域可将ML性能提升480倍

当地时间 2 月 10 日，半导体和软件设计公司 Arm 公司发布了两款具有AI功能的新型处理器：Arm Cortex-M55 和 Ethos-U55，据介绍，这是两款专为物联网（IoT）终端设备而设计的芯片，支持软件库、工具链和 AI 模型。该公司声称，这两款芯片预计将在 2021 年初上市，在某些语音和视觉场景下，它们的机器学习性能将提升多达 480 倍。

Arm 在公开资料中写道：“在低功率端点设备上进行机器学习处理，对于实现 AI 在物联网中的全部潜力至关重要。因此，要实现创新和规模化，需要扩展的高级硬件功能。”

Cortex-M55 是 Arm 的 Cortex-M 处理器产品系列的最新成员，该系列具有成本优化和高能效的微控制器设备，与以前的 Cortex-M 以及前几代产品相比，其自身的 AI 性能提升了 15 倍，同时还提供了定制指令和配置选项。与 Ethos-U55 一样，它也在参考设计 Corstone-300 中可用，该参考设计附带了许多安全子系统和用于构建安全嵌入式系统的工具包。

Cortex-M55 还具有一些其他特性。它是第一个基于 Arm 的 Helium 技术的片上系统，这是 Arm v8.1-M 架构的扩展，该架构针对低功耗芯片进行了优化，并增加了 150 多个新的标量和矢量指令。整数 Helium 可以高效地计算 8 位、16 位和 32 位定点数据，其中后两种定点格式在诸如音频处理之类的传统信号处理应用中被广泛使用。对于 8 位定点格式，它在机器学习处理（例如神经网络计算和图像处理）中很常见，补充了浮点数据类型，包括单精度浮点数（32 位）和半精度浮点数（16 位） 。

Arm 表示，使用 Cortex-M55，Helium 技术可将数字信号处理性能提高多达 5 倍，将机器学习性能提高 15 倍。此外，它还允许高级内存接口提供对机器学习数据的快速访问，并可以使用内置于 Arm 的 TrustZone 系统范围内的嵌入式安全技术。

而 Ethos-U55 旨在与诸如 Cortex-M55、Cortex-M33、Cortex-M7 或 Cortex-M4 等 Cortex-M 系列处理器配对，包装了 32 至 256 个可配置计算单元，与 Cortex-M55 相比，能够实现多达 32 倍的运算能力，机器学习性能也会得到提升。Arm 宣称，Corthos-E55 和 Cortex-M55 相对于 Cortex-M7 而言，推理速度快 50 倍，而在语音检测、噪声消除等任务中的能源效率提高了 25 倍，包括波束赋形、回声消除、均衡、混合、关键词识别和自动语音识别等。

在软件方面，Ethos-U55 和 Cortex-M55 都受益于统一的软件开发流程，该流程将嵌入式代码、数字信号处理器代码和 AI 模型代码折叠为一个模型。重要的是，它可以与流行的机器学习框架（例如 Google 的 TensorFlow 和 Facebook 的 PyTorch）以及 Arm 自己的解决方案很好地配合使用。