آرم محصولات جدید متمرکز بر اینترنت اشیاء معرفی کرد

آرم جدیدترین محصول خود در خانواده‌ی Cortex-M را به‌نام Cortex-M55 معرفی کرد. علاوه بر ریزمعماری جدید پردازنده‌ی مرکزی که بهینه‌سازی‌های متعددی را به محصولات آتی می‌افزاید، شاهد معرفی Ethos-U55 NPU IP نیز بودیم که با هسته‌ی جدید M55 ادغام خواهد شد. IP جدید آرم با هدف بهبود ظرفیت‌های یادگیری ماشین و تفسیر در میلیاردها دستگاه امبدد با مصرف پایین معرفی شد که تا سال‌های آتی به بازار راه خواهند یافت. در مجموع، شرکت سازنده با محصولات جدید تلاش کرد تا خانواده‌ی پردازنده‌های خود را در موارد کاربردی متعدد توسعه دهد.

Cortex-M55 را می‌توان یک هسته‌ی جدید IP دانست که شباهت زیادی به M33 دارد، اما بهینه‌سازی‌های متعددی در بخش معماری خواهد داشت. بهینه‌سازی در طراحی هسته‌ی جدید آرم، افزایش سرعت کارایی و انعطاف‌پذیری را در حوزه‌های دستورالعمل‌های برداری و همچنین یادگیری ماشین به‌همراه دارد. Ethos-U55 در دسته‌ی microNPU از محصولات آرم قرار دارد که به‌عنوان شتاب‌دهنده‌ی رابط اختصاصی به‌کار گرفته شده و با پردازنده‌های کلاس Cortex-M هماهنگ می‌شود. این راهکار جدید، بازدهی مصرف و بهینه‌سازی کارایی برابر با یک NPU اختصاصی دارد و همچنین با موتورهای MAC نیز قابل مقایسه است. منتهی تمامی بهبودها در ابعاد و حجم کوچک IPهای کلاس M ارائه می‌شود.

محصول جدید آرم از این لحاظ اهمیت دارد که به‌عنوان اولین هسته‌ی پردازنده‌ی آرم با قابلیت‌های هم‌زمان Helium و دستورالعمل سفارشی معرفی می‌شود. Helium نام یکی از قابلیت‌های موجود در تراشه‌های آرم است که در زبان فنی به‌نام MVE یا M-Profile Vector Extensions شناخته می‌شود. اصطلاح مذکور، ظرفیت توسعه‌ی برداری توانایی‌ها و واحدهای اجرایی برداری را در پردازنده‌های خانواده‌ی M-Class نشان می‌دهد. در مجموع، پردازنده‌ی جدید با بهره‌گیری از ظرفیت‌های مذکور، اولین پردازنده در دسته‌ی خود خواهد بود که توانایی مدیریت دستورالعمل‌های SIMD را دارد.

افزودن قابلیت جدید، افزایش پنج برابری کارایی و سرعت را در حوزه‌ی DSP (پردازش سیگنال دیجیتال) برای پردازنده‌ی آرم به‌همراه دارد. همچنین دستورالعمل‌های بهینه‌سازی‌های‌شده برای کاربردهای ML در ترکیب با MVE، کارایی تراشه‌ی جدید را نسبت به نسل‌های قبلی تا ۱۵ برابر افزایش می‌دهد.

هسته‌ی پردازشی جدید آرم را می‌توان جایگزین M33 دانست که در مجموع، افزایش قدرت و کارایی ۲۰ درصدی را به‌همراه دارد که بسته به ترکیب‌بندی سازنده‌ی نهایی، متفاوت خواهد بود. طراحی هسته با تمرکز بر پهنای باند و فعال‌سازی MVE جدید انجام شد. درنتیجه بهبودهای طراحی در زیرسیستم حافظه هم لحاظ شده‌اند. به‌عنوان مثال، هسته‌ی جدید آرم مجهز به چهار عدد محیط باس ۳۲ بیتی مرتبط با حافظه‌ی TCM است.

آرم در ورود به حوزه‌ی NPU آهسته عمل کرد و درنتیجه امروز اکثر تولیدکننده‌ها از معماری‌های IP اختصاصی خود در محصولات استفاده می‌کنند. شایان ذکر است پیاده‌سازی هسته‌های IP جز روندهای کمرسوم تولید پردازنده محسوب می‌شود. بازار دستگاه‌های امبدد این نیاز را ایجاد می‌کند که محصولی با ابعاد کوچک‌تر و مصرف پایین‌تر نیرو نسبت به راهکارهایی همچون SoC موبایل ارائه شود. درحال‌حاضر آرم، Ethos-N NPU IP را برای پردازنده‌های موبایلی ارائه می‌کند.

راهکار جدید آرم به‌نام U55 را می‌توان یک NPU با ابعاد بسیار کوچک دانست که شامل ۳۲ تا ۲۵۶ واحد MAC می‌شود که باید با NPU کلاس Cortex-M ترکیب شود. آرم جزئیات زیادی از راهکار پردازشی جدید خود منتشر نکرد، اما می‌توان پیش‌بینی کرد که طراحی آن‌ها تمرکز زیادی بر کاهش ابعاد و مصرف نیرو داشته است.

همان‌طور که گفته شد، U55 باید با پردازنده‌های سری M به‌عنوان کنترلر ترکیب شود. البته این ترکیب تفاوت چندانی با عملکرد سری N ندارد چون آن IP نیز مجهز به یک پردازنده‌ی سری M است. آرم در بحث معماری NPU می‌گوید که طراحی آن با برادر بزرگ‌ترش کمی تفاوت دارد و با تمرکز بر کاربردهای با مصرف پایین نیرو طراحی شد. کوچک‌ترین ابعاد U55 که با ۳۲ واحد MAC استفاده می‌شود، دوبرابر ابعاد M55 خواهد بود. اگرچه اطلاعات دقیق و نهایی از ابعاد تراشه‌ها و هسته‌ها منتشر نشد، اما نمی‌توان ابعادی بیشتر از کسر میلی‌متر مربع را تخمین زد.

بهبود قدرت و کارایی در سیستم‌عای مجهز به M55 و U55، نسبت به راهکارهای نسل قبل بسیار زیاد است. آرم در توضیح بهبودهای قدرت، افزایش کارایی نسبت به سیستم‌های مبتنی بر Cortex-M7 را تا ۵۰ برابر گزارش می‌کند که ۲۵ درصد بهبود مصرف نیرو را نیز به‌همراه دارد.

سیستم‌های امبدد بسیار متنوعی می‌توانند از هسته‌های IP جدید آرم بهره ببرند. البته فراموش نکنید که بسیاری از سیستم‌های هدف، درواقع زیرسیستم‌‌هایی برای تراشه‌های کنونی محسوب می‌شوند. به‌عنوان مثال زیرسیستم‌های جدید‌، از هسته‌ی IP در حسگر اثر انگشت گوشی موبایل یا تراشه‌ی صوتی همیشه فعال در دستیارهای صوتی یا حتی سیستم‌های RF با کاربرد بهینه‌سازی تقویت آنتن استفاده می‌شوند. امروزه پردازنده‌های سری M بسیاری در دستگاه‌های موبایلی استفاده می‌شوند که ظرفیت‌های یادگیری ماشین دارند. بسیاری از توانایی‌ها و کارایی‌ها نیز برای کاربر امروزی روشن شده‌اند.

آرم مجوز استفاده از M55 و U55 را به شرکای کلیدی خود ارائه کرده است. در ماه‌های پیش‌رو، قطعا به تعداد مشتریان و شرکای عملیاتی افزوده می‌شود. روند مرسوم در پیاده‌سازی IP نشان می‌دهد که محصولات نهایی تا دو سال آینده به بازار خواهند رسید. البته به‌شرطی از به‌کارگیری هسته‌ها مطمئن می‌شویم که تولیدکننده‌ی محصولات نهایی، استفاده از آن‌ها را در مشخصات خود ذکر کند.