Arm虚拟硬件正式落地中国,物联网产品研发迎来颠覆性改变?
作者 | 物联网智库2022-05-05

近日,Arm宣布扩展其物联网全面解决方案 (Total Solutions for IoT) 产品路线图,并发布两款全新基于Arm® Cortex®-M和Cortex-A处理器的解决方案。

Arm虚拟硬件正式落地中国,物联网产品研发迎来颠覆性改变?

过去,人们对于Arm公司的固有印象或许还停留于其在硬件与IP领域的成就。而就在去年10月,Arm推出了由Arm Corstone子系统、Arm虚拟硬件和Project Centauri标准组成的物联网全面解决方案,通过结合硬件IP、平台软件、机器学习 (ML) 模型、工具等,简化开发并加速产品设计。

近日,Arm宣布扩展其物联网全面解决方案 (Total Solutions for IoT) 产品路线图,并发布两款全新基于Arm® Cortex®-M和Cortex-A处理器的解决方案。同时,在此次扩展的产品路线图中,Arm还推出了迄今性能最强且安全性最高的Cortex-M处理器Arm Cortex-M85,并将Arm虚拟硬件扩展至包括第三方设备的更多平台,进而使开发流程更简单流畅。

“最新、最快、最安全的Cortex-M处理器”

正如Arm 物联网兼嵌入式事业部副总裁Mohamed Awad所言,开发者推动着物联网的未来发展,但面对与日俱增的需求,他们也需要更强性能、更高安全性和更简单的开发流程。针对于此,Arm推出了云原生边缘设备全面解决方案与语音识别全面解决方案,并大幅扩展了Arm虚拟硬件库,包括对第三方设备和大多数的Cortex-M产品线的支持。

Arm虚拟硬件正式落地中国,物联网产品研发迎来颠覆性改变?

其中,Arm的云原生边缘设备全面解决方案是首款为Cortex-A设计、且基于Corstone-1000的产品。它使物联网开发者首次能使用Linux等操作系统,实现在智能可穿戴设备、网关和高端智能摄像头等设备上进行应用级工作负载的开发。

Arm语音识别全面解决方案是基于Corstone-310子系统。它预先集成了新的Cortex-M85和Arm Ethos™-U55,成为Arm目前最高性能的MCU级处理器。该解决方案面向智能音箱、恒温器、无人机、工厂机器人等用例。开发者还可通过将Corstone-310与不同的参考软件相结合,开发各式各样的高性能产品。

值得一提的是,Cortex-M85被Mohamed Awad称为“Arm最新、最快、最安全的Cortex-M处理器”,其具有Arm Helium技术,可支持终端机器学习和DSP工作负载,同时还是首个从Arm-v8.1M架构中集成指针认证和分支目标识别(Pointer Authentication and Branch Target Identification, PACBTI)的Cortex产品,该技术能有效增强安全性。

Mohamed Awad表示,随着物联网深化发展,微控制器软件开发者希望在产品中添加更多的功能与“智能性”,所以在产品设计时也面临着巨大挑战,需要从当前的微控制器中在每个时钟周期挤出更多的处理能力,或者选择放弃功能,显然二者都绝非良策。同时,日益严峻的物联网安全问题也成为了捆绑开发者的一道“枷锁”,而Cortex-M微控制器系列可提供低中断延迟、先进的低功耗管理模式,以及基于TrustZone实现的安全功能,而Cortex-M85最为进阶款产品,对于具有额外性能和安全要求的应用程序而言,无疑是理想之选。

与上一代Cortex-M7相比,Cortex-M85在传统工作负载性能上提升了30%。Cortex-M85还在机器学习性能上较Cortex-M55提升了20%。相比M7和M55,Cortex-M85能够同时提供较高的传统性能和机器学习性能,可通过灵活的搭配应用于各类应用中。据Mohamed Awad预计,Arm合作伙伴将会在2022年陆续发布基于Cortex-M85的芯片产品。

Arm虚拟硬件落地中国

去年10月,Arm推出了基于云的Arm虚拟硬件(Arm Virtual Hardware),可提供Corstone子系统的虚拟模型,使得软件开发无需基于实体芯片进行,为物联网及嵌入式平台带来现代化敏捷的软件开发方法,包括持续集成/持续开发(CI/CD)、DevOps与MLOps,免去投资复杂的硬件农场。通过基于Arm架构SoC的准确模型提供了模拟内存与外设等机制,软件的开发与测试现可在芯片完备之前就着手进行,如此一来,典型的产品设计周期可以从平均的五年,最多缩短为三年。

如今,近半年的时间过去了,Arm虚拟硬件也经历了产业落地的淬炼,并得到了开发者的诸多需求反馈。首先,开发者喜欢在硬件可用之前就能为其编写软件,同时也希望能够在该领域的数十亿物联网设备中访问和扩展其软件。其次,开发者希望可以将Arm虚拟硬件集成到他们认为合适的开发流程中,同时保证其流程不被改变,并且倾向于将Arm虚拟硬件直接集成到他们每天使用的现有工具和服务中。最后,在中国,生态系统需要本地支持,所以开发者希望既要确保Arm虚拟硬件目标易于获取,又要确保本地人工智能合作伙伴能够轻松访问并利用该技术。

针对于此,Arm也新增了数款新的虚拟设备,以扩大Arm虚拟硬件的吸引力,包括针对新款Corstone设计的Arm虚拟硬件,以及涵盖从Cortex-M0至Cortex-M33七款Cortex-M处理器的Arm虚拟硬件。此外,Arm也正借助恩智浦半导体、意法半导体和树莓派等合作伙伴的第三方硬件进一步扩展技术库。

Arm虚拟硬件正式落地中国,物联网产品研发迎来颠覆性改变?

通过Arm虚拟硬件扩展至生态系统设备和绝大多数的Cortex-M产品,独立软件供应商和云服务提供商现可利用已部署的数十亿个基于Arm架构的物联网和嵌入式设备。同时,Arm虚拟硬件现已正式落地中国,中国开发者可通过亚马逊云科技Marketplace(中国区)使用该服务。目前,百度、声加科技、未艾智能等国内厂商已成为Arm虚拟硬件的人工智能合作伙伴。

据百度公司PaddlePaddle产品团队负责人赵乔介绍,“在物联网时代,深度学习开源开放平台与芯片设计平台的高效融合,将极大提升产业开发者研发智能设备的效率。通过将飞桨产业级模型库及推理能力与Arm虚拟硬件平台深度整合,开发者无需完成芯片,即可在云上将Github上最热门的PP系列产业级特色模型快速、高效部署在Cortex-M系列硬件上,快速完成AI小型系统的原型验证。”

结语

随着物联网产业深化落地,多点开花,其所服务的市场也在不断扩大,面向行业的多元化需求,Arm作为全球半导体IP龙头以及最先布局物联网的半导体公司之一,基于其在物联网芯片领域的先天优势,率先来到了物联网新时代的起点——一个软件与硬件在系统层面真正共同设计的时代。在Arm虚拟硬件以及高性能处理器的加持下,Arm或将引领新一轮颠覆性革新。


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