Искусственный интеллект и Интернет вещей часто идут рука об руку. AIoT – новое модное слово, появившееся в прошлом году или около того. Для масштабирования AIoT нам нужны сверхдешевые, маломощные решения, способные делать выводы на уровне сенсорного узла, и это возможно только с микроконтроллерами.
Для достижения этой цели Arm представила ядро микроконтроллера Arm Cortex-M55, оптимизированное для рабочих нагрузок искусственного интеллекта, обеспечивающее 15-кратное повышение производительности машинного обучения и 5-кратное повышение производительности DSP с большей эффективностью, а также Ethos -U55 microNPU для микроконтроллеров Cortex-M, которым требуется еще более высокая производительность AI (до 480 раз быстрее), при этом потребление энергии значительно меньше.
Arm Cortex-M55
Основные характеристики и спецификации:
- Архитектура – Armv8.1-M
- Интерфейс шины – AMBA 5 AXI5 64-bit master (совместимый с AXI4 IP)
- Pipeline – 4-х этапный (для основного целочисленного pipeline)
- Безопасность – технология Arm TrustZone (опция)
- Расширение DSP – 32-битное расширение DSP/SIMD
- M-Profile Vector Extension (MVE) – Helium (опционально)
- Дополнительный модуль с плавающей точкой (FPU)
- Интерфейс сопроцессора – 64-битный (опционально)
- Кэш инструкций – до 64 КБ с ECC (необязательно)
- Кэш данных – до 64 КБ с ECC (необязательно)
- Инструкция TCM (ITCM) – до 16 МБ с ECC (опция)
- Данные TCM (DTCM) – до 16 МБ с ECC (опция)
- Прерывания – до 480 прерываний + немаскируемые прерывания (NMI)
- Wake-up Interrupt Controller (WIC) – внутренний и/или внешний (опционально)
- Multiply-accumulate (MAC)/цикл – до: 2 x 32-битных MAC/цикл, 4 x 16-битных MAC/цикл, 8 x 8-битных MAC/цикл
- Режимы сна – несколько доменов питания, режимы сна (сон и глубокий сон), Sleep-on-exit, дополнительная поддержка сохранения памяти и логики
- Отладка – аппаратные и программные точки останова, блок мониторинга производительности (PMU)
- Трассировка – дополнительная трассировка инструкций с помощью встроенной трассировки Macrocell (ETM), Data Trace (DWT) (выборочная трассировка данных) и Instrumentation Trace (ITM) (программная трассировка)
- Пользовательские инструкции Arm – опционально (доступно в 2021 г.)
- Надежность – ECC на кеш команд, кеш данных, TCM инструкций, TCM данных (опционально); Защита интерфейса шины (опционально); PMC-100 (программируемый контроллер MBIST, опция); Расширение надежности, доступности и удобства обслуживания (RAS)
Более высокая производительность ML обусловлена технологией Helium и соответствующим M-Profile Vector Extension (MVE), которые были анонсированы Arm и о которых рассказывалось на CNX Software в феврале 2019 года. Arm Cortex-M55 – это только первое ядро, использующее эту технологию.
Arm Ethos-U55 microNPU
Ядра Arm Cortex-M55 и будущие совместимые ядра Cortex-M могут быть дополнительно расширены с помощью Ethos U55 microNPU со следующими ключевыми характеристиками:
- Производительность (при 1 ГГц) – от 64 до 512 GOP/с
- MAC (8 × 8) – 32, 64, 128, 256
- Использование в популярных сетях – до 85%
- Типы данных – Int-8 и Int-16
- Поддержка сети – CNN и RNN / LSTM
- Память
- Внутренняя SRAM – от 18 до 50 КБ
- Внешний на чипе SRAM – от КБ до нескольких МБ
- Сжатие – только вес
- Оптимизация памяти – расширенное сжатие, объединение слоя / оператора
- Отладка и профиль – послойная видимость с PMU
- Оценка и раннее создание прототипа – модель производительности, Cycle Accurate Model или оценки FPGA
Arm Ethos-U55 microNPU совместим с платформой TensorFlow Lite Micro и работает на платформах bare-metal Cortex-M55 или на платформах с ОСРВ. Arm предоставляет несколько программных компонентов для нового IP, включая среду выполнения TensorFlow Lite Micro, CMSIS-NN, Optimizer и драйвер.
IoT платформа Corstone-300
Arm также предлагает эталонный дизайн Corstone-300, позволяющий разработчикам чипов быстро приступить к проектированию на основе ядра (ер) Cortex-M55 и Ethos-U55 microNPU. Платформа поставляется с такими инструментами разработки, как пакеты программного обеспечения CMSIS, Trusted Firmware-M для обеспечения безопасности, поддержка RTOS (RTX, FreeRTOS, Zephyr OS и Mbed OS), Arm Development Studio на основе Keil MDK, образы FPGA и фиксированные виртуальные платформы.
Вы найдете больше информации в анонсе и на соответствующих страницах продуктов Arm Cortex-M55 и Arm Ethos-U55 здесь и здесь.
Выражаем свою благодарность источнику из которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.
Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.