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Arm推出兩款新型AI邊緣計算芯片,在語音及視覺領域可將ML性能提升480倍


當地時間2月10日,半導體和軟件設計公司Arm公司發布了兩款具有AI功能的新型處理器:Arm Cortex-M55和Ethos-U55,據介紹,這是兩款專為物聯網(IoT)終端設備而設計的芯片,支持軟件庫、工具鍊和AI模型。該公司聲稱,這兩款芯片預計將在2021年初上市,在某些語音和視覺場景下,它們的機器學習性能將提升多達480倍

Arm在公開資料中寫道:“在低功率端點設備上進行機器學習處理,對於實現AI在物聯網中的全部潛力至關重要。因此,要實現創新和規模化,需要擴展的高級硬件功能。 ”

Cortex-M55是Arm的Cortex-M處理器產品系列的最新成員,該系列具有成本優化和高能效的微控制器設備,與以前的Cortex-M以及前幾代產品相比,其自身的AI性能提升了15倍,同時還提供了定制指令和配置選項。與Ethos-U55一樣,它也在參考設計Corstone-300中可用,該參考設計附帶了許多安全子系統和用於構建安全嵌入式系統的工具包。

Cortex-M55還具有一些其他特性。它是第一個基於Arm的Helium技術的片上系統,這是Arm v8.1-M架構的擴展,該架構針對低功耗芯片進行了優化,並增加了150多個新的標量和矢量指令。整數Helium可以高效地計算8位、16位和32位定點數據,其中後兩種定點格式在諸如音頻處理之類的傳統信號處理應用中被廣泛使用。對於8位定點格式,它在機器學習處理(例如神經網絡計算和圖像處理)中很常見,補充了浮點數據類型,包括單精度浮點數(32位)和半精度浮點數(16位) 。

Arm表示,使用Cortex-M55,Helium技術可將數字信號處理性能提高多達5倍,將機器學習性能提高15倍。此外,它還允許高級內存接口提供對機器學習數據的快速訪問,並可以使用內置於Arm的TrustZone系統範圍內的嵌入式安全技術。

而Ethos-U55旨在與諸如Cortex-M55、Cortex-M33、Cortex-M7或Cortex-M4等Cortex-M系列處理器配對,包裝了32至256個可配置計算單元,與Cortex-M55相比,能夠實現多達32倍的運算能力,機器學習性能也會得到提升。 Arm宣稱,Corthos-E55和Cortex-M55相對於Cortex-M7而言,推理速度快50倍,而在語音檢測、噪聲消除等任務中的能源效率提高了25倍,包括波束賦形、迴聲消除、均衡、混合、關鍵詞識別和自動語音識別等。

在軟件方面,Ethos-U55和Cortex-M55都受益於統一的軟件開發流程,該流程將嵌入式代碼、數字信號處理器代碼和AI模型代碼折疊為一個模型。重要的是,它可以與流行的機器學習框架(例如Google的TensorFlow和Facebook的PyTorch)以及Arm自己的解決方案很好地配合使用。