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Arm推最小型Armv8.1-M架构，机器学习性能提高15倍

发布人：创客物联网时间：2019-03-05 来源：工程师

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ARM 宣布推出Armv8.1- M 架构与M-Profile Vector Extension (MVE)矢量扩展方案的Arm Helium 技术，简化开发者软件开发流程，并提升未来基于Cortex-M 处理器设备的机器学习与信号处理性能。

Arm Helium 技术借由针对Arm Cortex-M 系列处理器打造的M-Profile Vector Extension (MVE)矢量扩展方案，让在Arm TrustZone 安全基础上运行的Armv8.1-M 架构能够提高运算性能。 Helium 技术将为未来 Arm Cortex-M 处理器提供达15倍的机器学习性能以及提升5倍的信号处理性能。
先进的数字信号处理(DSP)现已通过Arm Neon 技术扩展至更多Cortex -A 架构组件。针对功能受限的应用，Arm 也在旗下较高性能的 Cortex-M 处理器(包括Cortex-M4、Cortex-M7、Cortex-M33以及Cortex-M35P)加入 DSP 扩展方案。两种技术都可用来加速特定应用的机器学习运算。
针对功能受到最多限制的嵌入式系统，能源效率是最优先考量的因素，以往采用的解决方案都是用一颗Cortex 处理器搭配SoC 芯片内的DSP 处理器，然而这种作法也增加硬件与软件设计的复杂度。为了在这些设备上纳入更多机器学习功能，使得现有的SoC 开发难题变得更加艰巨，因而需要更高深的专业技术才能运用不同的工具链、撰写程序、调试、以及运行于专利式安全解决方案。

Armv8.1-M 与 Helium 的组合能克服上述这些难题，不仅带来即时控制程序代码、机器学习与 DSP 执行能力，而且效率丝毫不减。这让软件开发者得以运行各种 DSP 功能，扩展各种智能程序到种类更广泛的设备，强化对三种关键类别新兴应用的支持：震动与动态、语音与声音、以及视觉与图片处理。这些新一代基于搭载 Helium 技术的 Cortex-M 架构 SoC 将改进未来各种设备的用户经验，包括传感器中枢设备(sensor hub)、穿戴设备、音效设备、工业应用等。
除了提升性能与降低开发成本外，SoC 设计与开发团队将能立即体会到其他利益，包括优化的成本、功耗、以及开发设计工作量，全拜功能集成之赐；简化的TrustZone 布署，Armv8.1-M 的设计遵循平台安全架构(PSA)的规范；单一工具链涵盖软件开发的控制与信号处理层面；简化的软件开发归功于发展成熟 Helium 生态系统统提供阵容完备的工具、模型、函数库，其中许多资源已被Cortex-M 开发者广为采用
此外，Helium 统一的工具链、函数库、以及模型等资源将让软件开发流程更为简化。 Helium 工具链包含Arm Development Studio，附有Arm Keil MDK 组件、Arm Models 模型(开发者能立即用在程序代码建模)、以及各种软件函数库，包括CMSIS-DSP 以及CMSIS-NN 在内，让开发者能依据自己需求挑选适合方案。
Helium 将 Arm Project Trillium 计划的价值带到各种机器学习应用，让框架与函数库的支持能力向下延伸到硬件层面。由于 SoC 开发者必须在不同性能、面积、功耗、以及成本等方面的限制下开发适合的方案，因此没有单一产品能满足所有应用的需求。 Helium 专属的工具链与模型现已发布，各伙伴厂商预计在未来2年陆续推出采用 Helium 技术的芯片。