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近日，Arm宣布推出Arm Ethos-U85神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器（NPU），以及全新物聯(lián)網(wǎng)參考設(shè)計平臺——Arm Corstone-320，以加速實現(xiàn)語音、音頻和視覺系統(tǒng)的部署，促進未來多模態(tài)智能應(yīng)用的全方位部署。

隨著人工智能（AI）不斷對我們的日常生活產(chǎn)生越來越大的影響，其推理任務(wù)也逐漸從云端遷移到邊緣側(cè)和端側(cè)。

Arm物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展副總裁馬健告訴記者，將計算資源部署于邊緣和終端，在提升響應(yīng)速度與可靠性、節(jié)省帶寬資源、保護隱私與數(shù)據(jù)安全，以及降低成本等方面都具有明顯優(yōu)勢。

近日，Arm宣布推出Arm Ethos-U85神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器（NPU），以及全新物聯(lián)網(wǎng)參考設(shè)計平臺——Arm Corstone-320，以加速實現(xiàn)語音、音頻和視覺系統(tǒng)的部署，促進未來多模態(tài)智能應(yīng)用的全方位部署。

1.Arm第三代面向邊緣AI的NPU產(chǎn)品

物聯(lián)網(wǎng)的興起極大推動了邊緣計算設(shè)備的普及，這些系統(tǒng)開始具備更強的處理能力和連接性，使得數(shù)據(jù)處理更加靠近數(shù)據(jù)源。隨著機器學(xué)習(xí)（ML）和AI技術(shù)的發(fā)展，智能設(shè)備不僅能夠執(zhí)行任務(wù)，還能夠?qū)W習(xí)和適應(yīng)。

近來，伴隨著Transformer與大模型的發(fā)展，AI模型的普適性、多模態(tài)支持，以及模型微調(diào)效率都有了質(zhì)的突破，加上低功耗的AI加速器和專用芯片被集成到終端設(shè)備中，邊緣智能正變得越來越自主和強大。

Arm多年來不斷開發(fā)邊緣AI加速器，以滿足邊緣側(cè)和端側(cè)不斷增長的推理工作負(fù)載需求。此前兩款成功的NPU產(chǎn)品——Arm Ethos-U55和Ethos-U65，為邊緣側(cè)和端側(cè)AI應(yīng)用帶來了高性能、高能效的解決方案。

與上一代產(chǎn)品相比，Ethos-U85性能提升四倍，能效提高20%，同時，其MAC單元可從128個擴展到2048個（在1GHz時，算力實現(xiàn)4TOPs），能夠為諸如工廠自動化和商用或智能家居攝像頭等需要更高性能的應(yīng)用提供有力的支持。

Ethos-U85提供了與前幾代 Ethos U 系列相同的一致工具鏈，因此合作伙伴能夠利用現(xiàn)有的投資，達到無縫的開發(fā)者體驗。更重要的是，全新Ethos-U85 NPU支持了TensorFlow Lite和PyTorch等AI框架。

于2017年問世的Transformer架構(gòu)徹底改變了生成式AI，并成為許多新型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的首選架構(gòu)。Transformer架構(gòu)將推動新的應(yīng)用，特別是面向視覺和生成式AI用例中，對于理解視頻、填充圖像的缺失部分或分析來自多個攝像頭的數(shù)據(jù)以進行圖像分類和目標(biāo)檢測等任務(wù)非常有效。

大模型在邊緣AI落地面臨模型成熟度、邊緣AI平臺開發(fā)等挑戰(zhàn)，而Ethos-U85 可原生支持Transformer架構(gòu)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）以實現(xiàn)AI推理。

隨著微處理器被部署到諸如工業(yè)機器視覺、可穿戴設(shè)備和消費者機器人等更多高性能的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，Ethos-U85專為與Arm領(lǐng)先的Armv9 Cortex-A CPU相結(jié)合而設(shè)計，以加速處理ML任務(wù)，并為更廣泛的更高性能設(shè)備提供高能效的邊緣推理能力。

迄今，Arm Ethos NPU系列產(chǎn)品已有逾20家授權(quán)許可合作伙伴，其中，Alif Semiconductor和英飛凌是全新Arm Ethos-U85 NPU的早期采用者。

2.全新物聯(lián)網(wǎng)參考設(shè)計平臺

隨著語音、音頻和視覺功能融合到物聯(lián)網(wǎng)（IoT）中，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與其周圍環(huán)境交互、解讀和感知的方式發(fā)生了徹底的變化。從前難以想象的廣泛新應(yīng)用和功能正逐步被發(fā)掘。而這將推動物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和技術(shù)實現(xiàn)重大的創(chuàng)新與變革。

邊緣AI既帶來了機遇，也帶來了挑戰(zhàn)。在設(shè)計邊緣AI芯片和系統(tǒng)時，需要在計算能力和能效之間找到合適的平衡。高性能的處理能力往往伴隨著更高的功耗，而邊緣設(shè)備往往對功耗和成本都有著嚴(yán)格限制。

馬健表示，Arm架構(gòu)天然具備優(yōu)異的能效。在產(chǎn)品設(shè)計中實現(xiàn)低功耗設(shè)計是Arm與生俱來的DNA，能幫助廣大的合作伙伴降低能耗和成本。

與此同時，隨著越來越多的數(shù)據(jù)在邊緣被處理，數(shù)據(jù)安全和隱私保護變得尤為重要。這要求芯片設(shè)計必須包含加密和安全功能。邊緣用例五花八門，傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)市場存在碎片化，為了更好地統(tǒng)一多樣化的應(yīng)用要求，達到規(guī)模化效益，軟件定義和適于軟件移植的標(biāo)準(zhǔn)更是必不可少。Arm在IP、參考設(shè)計和軟件標(biāo)準(zhǔn)上持續(xù)投入，從而幫助整個邊緣AI生態(tài)應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。

Arm一貫秉承構(gòu)建通用計算平臺和生態(tài)的策略，不僅平衡性能與能效，更將軟件的可擴展性和系統(tǒng)應(yīng)用的開發(fā)成本作為一個關(guān)鍵的考量因素，進而助力生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴實現(xiàn)最低的總擁有成本（TCO）。

“我們認(rèn)為只有普適性的通用計算平臺才可能達到規(guī)模化，進而更好地實現(xiàn)豐富的軟件支持。期待未來通過大模型和多模態(tài)，物聯(lián)網(wǎng)碎片化問題可以得到更好的改進，AI會從一個單一功能到多功能，甚至是向通用 AI 的方向演進，這樣的演進方式也非常適合搭載Arm推出的通用處理器，不管是嵌入式處理器還是應(yīng)用處理器，還是處理器上實現(xiàn)的統(tǒng)一的工具鏈以及對操作系統(tǒng)（OS）和中間件的軟件支持。”馬健說。

Arm Corstone-320物聯(lián)網(wǎng)參考設(shè)計平臺集成了Arm最高性能的Cortex-M CPU——Cortex-M85、Mali-C55 ISP和全新的Ethos-U85 NPU，為語音、音頻和視覺等廣泛的邊緣AI應(yīng)用提供所需的性能，例如實時圖像分類和目標(biāo)識別，或在智能音箱上啟用具有自然語言翻譯功能的語音助手。

該參考設(shè)計平臺涵蓋了軟件、工具和支持，其中包括Arm虛擬硬件。該平臺的軟硬件結(jié)合特性將使開發(fā)者能夠在物理芯片就緒前便啟動軟件開發(fā)工作，從而加速推進產(chǎn)品進程，為日益復(fù)雜的邊緣AI設(shè)備縮短上市時間。

馬健表示，軟硬件必須協(xié)同工作才能釋放AI處理的最大潛能。Arm不僅僅聚焦處理器IP，更是在軟件與工具鏈方面加強投資，以滿足更簡單、快速的高性能邊緣AI系統(tǒng)的開發(fā)需求，支持諸多AI算子與應(yīng)用在Arm計算平臺上的優(yōu)化運行，使邊緣AI在Arm平臺上“枝繁葉茂”。

展望AI加速器的未來，AI正處于非常迅速的發(fā)展初期，尤其是邊緣AI。Arm將持續(xù)通過強大的產(chǎn)品組合，對新的Transformer模型提供原生的支持，對工具鏈保持一致、易用的特性，幫助整個物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)更容易實現(xiàn)AI和ML的轉(zhuǎn)型。

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