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。