ARM, Cortex M55 çekirdeğini ve Ethos U55 microNPU'yu yayınladı
ARM kısa süre önce en son Cortex-M serisi çekirdeğini (en son Cortex M55) duyurdu ve ayrıca Ethos U55 microNPU gibi iyileştirmeler de tanıttı. ARM, önümüzdeki birkaç yıl içinde milyarlarca düşük güçlü yerleşik cihazda makine öğrenimi ve muhakeme yeteneklerini geliştirmek için yeni IP kullanmayı ve yeni kullanım durumlarının ihtiyaçlarını karşılamak için ürün portföyünü genişletmeyi umuyor.
Son birkaç yılda makine öğrenimi teknolojisinin uygulanması çok yaygın hale geldi ve makine çıkarım işlevleri çeşitli endüstrilerde ve çeşitli sistemlerde görülebilir. ARM, terminal AI pazarının önümüzdeki birkaç yıl içinde patlayıcı bir büyümeyi başlatacağına ve yeni IP'nin buna hazırlanacağına inanıyor.
ARM Cortex-M55, M33 ile daha yakından ilgili olan yeni nesil bir IP'dir.Mimaride yeni geliştirmeler sunar ve makine öğrenimi ve vektör talimatlarında daha fazla performans ve esneklik geliştirmeleri sağlayabilir.
Cortex-M55, ARM'ın Helyum / özel talimat yeteneklerine sahip ilk CPU çekirdeğidir.Helyum, özellikle M serisi CPU'daki yeni vektör uzantısına ve özel vektör yürütme birimine ait olan M-Profil Vektör Uzantısı'na (MVE) atıfta bulunur ve bu da onu ürün yelpazesi yapar Tek talimat çoklu veri akışı (SIMD) işlevine sahip ilk ürün.
Genel mikro mimari açısından, yeni IP, M33 ve arch'ı devralır. Frekans artışı yardımı ile, satıcının yapılandırmasına bağlı olarak skaler iş yüklerinin performansını yaklaşık% 20 artıracaktır. Yeni çekirdeğin tasarım odağı, bant genişliğine de yansıtılarak, bant genişliği gerektiren yeni MVE ve makine öğrenimi iş yüklerini mümkün kılar, bu nedenle 4 × 32 bit arabirim ve sıkı bir şekilde bağlanmış bellek (TCM) gibi bellek alt sistemi iyileştirildi.
Ethos-U55, 32 kanaldan 256 MAC'a genişletilebilen ve Cortex-M serisi NPU ile eşleştirilmesi gereken küçük, özel bir microNPU çıkarım hızlandırıcısıdır. Cortex-M serisi CPU'larla birleştirmek, özellikle NPU için performans ve enerji verimliliği iyileştirmeleri getirir.
Cortex-M serisi çekirdekler gibi, Ethos-U55 daha az yer kaplar. ARM, NPU alanına nispeten geç girmesine rağmen, yeni piyasaya sürülen Ethos-U55 microNPU gömülü pazar için benzersiz bir öneme sahiptir. Mobil SoC'lerdeki daha büyük Ethos-N serisi ile karşılaştırıldığında, alanı ve güç tüketimi çok daha düşüktür.
ARM, mikro mimarinin ana detaylarından bahsetmedi, ancak N serisi ürünlerde gördüğümüz bazı şeyler de dahil olmak üzere, küçük bir bellek ayak izine sahip, alan ve enerji verimliliğine odaklanan, oldukça aerodinamik bir tasarım olduğu görülebilir. Ağırlık Dekompresyonu gibi özellikler. Yine de, işlev olarak N serisinden çok farklı değildir, çünkü IP zaten M serisi CPU'yu içermektedir. Mimarisinin NPU'dan farklı olduğu söyleniyor (ağabeyle ilgisi yok) ve özellikle düşük güç kullanım durumları için tasarlandı.
Alan boyutu açısından, ARM Ethos-U55'in en küçük 32 MAC'si M55'in yaklaşık iki katıdır. Burada verilecek kesin bir sayı yoktur, aslında tartışma milimetrenin karesi kesiridir. Önceki nesil çözümlerle karşılaştırıldığında, M55 ve U55 kullanan bu tür sistemlerin performans iyileştirmesi, çok önemli bir adımlama işlevi iyileştirmesi anlamına gelir. Cortex-M7 tabanlı sistemlerle karşılaştırıldığında ARM, 50 kat performans artışı ve 25 kat enerji verimliliği artışı getiriyor.
Yeni IP'nin mevcut alanlarına gelince, ARM çeşitli gömülü sistemleri (çoğunlukla mevcut yonga alt sistemleri) dört gözle bekliyor. Örneğin, mobil cihazlarda, üreticiler iş yüklerini optimize etmek için cep telefonlarının parmak izi sensöründe, sesli asistanlarda (gerçek zamanlı izleme komutları) ve hatta RF sistemlerinde (anten ayarlama gibi) kullanabilirler. Günümüzün mobil cihazlarında, makine öğrenimi işlevlerinden yararlanabilecek yüzlerce M serisi CPU vardır ve bunların çoğu, kullanıcılar için tamamen şeffaftır.
Uç yapay zekanın avantajı, cihazın yapay zekayı uzak bir sunucuda çalıştırmak yerine yerel olarak çalıştırmasıdır; bu, gizliliği ve hızı büyük ölçüde artırır. Diğer ARM yongaları gibi, yeni tasarlanan yongalar da ARM tarafından üretilmeyecektir. Aksine, ARM, uygun yongaları tasarlamak ve üretmek için çeşitli ortak sağlar. ARM, bu yongaları yeni IoT cihazlarının geliştirilmesi için kullanmayı ve böylece AI işleme işlevlerini bu işlevlere sahip olmayan daha fazla cihaza getirmeyi amaçlıyor. ARM'ün hayal ettiği bir kullanım durumu, bastondaki 360 derecelik bir kameranın engelleri tanımlayabilmesi veya yeni bir tren sensörünün sorunları yerel olarak tanımlayıp gecikmeleri önleyebilmesi.
ARM Cortex-M işlemci serisinin son modeli ARM Cortex-M55, önceki Cortex'e göre makine öğrenme performansının 15 kat, dijital sinyal işleme performansının ise 5 kat arttığını söyledi. Gerçekten zorlu uç AI görevleri için Cortex-M55 (veya daha eski Cortex-M işlemcileri), performansı daha da artırmak için Ethos-U55 NPU ile birleştirilebilir.Temel Cortex-M55 ile karşılaştırıldığında, makine öğrenimini kullanabilir İşlem gücü 32 kat artırılmıştır Önceki nesil Cortex-M yongaları ile karşılaştırıldığında, toplam işlem gücü 480 kat daha yüksektir.
ARM, mevcut Cortex-M platformunun anahtar kelime veya titreşim algılama gibi temel görevleri yerine getirebileceğini söyledi. M55'teki iyileştirmeler, nesne tanıma gibi daha gelişmiş işlevleri yerine getirmesine izin verir. Dahası, Cortex-M yongasının tüm işlevleri, daha fazla işlev sağlamak ve yerel hareket ve konuşma tanıma potansiyeline sahip olmak için Ethos-U55 ile birleştirilmiştir. ARM, bu tasarımları bugün duyurup belgeleri yayınlasa da, ilgili yongaların en erken 2021'in başlarına kadar mevcut olmasını bekliyor.
Edge AI, çip teknolojisindeki en büyük trendlerden biridir. Bu çipler, uç cihazlarda (yani bulut bağlantısı olmayan cihazlar) AI işlemeyi çalıştırabilir. Apple kısa süre önce bir Edge AI şirketi satın aldı, Google'ın Coral planı bunu kolaylaştırmayı hedefliyor ve çip üreticisi ARM, uzun yıllardır bunun üzerinde çalışıyor. Şimdi, ARM iki çip tasarımını duyurdu; bunlar, daha zorlu kullanım durumları için Cortex-M55 ile eşleştirmek üzere tasarlanmış bir sinirsel işlem birimi olan ARM Cortex-M55 ve Ethos-U55.
Şu anda ARM, M55 ve U55'in yetkilendirmesini büyük ortaklara açtı ve önümüzdeki birkaç ay içinde daha geniş bir müşteri tabanına açacak. Nihai ürünün, üreticinin ikincil geliştirmesinden iki yıl sonra piyasaya girmesi bekleniyor.
