“eIQ环境让MCU实现AI功能成为可能。”金宇杰表示,“除了eIQ之外,恩智浦与国内人脸识别算法公司合作,把人脸识别技术运行在一个单核处理器上,将原来在云端运营的大模型成功移到了边缘。”

虽然作为跨界处理器,i.MX7ULP不能叫做MCU,但是仍然可以看出,至少在边缘端MCU实现AI是可行的。2019年,恩智浦推出了全球首款基于MCU的语音控制解决方案,获得了亚马逊Alexa语音服务(AVS)认证;同年,恩智浦与微软宣布合作推出基于人工智能(AI)和机器学习(ML)的AzureIoT异常检测功能。

界限就是用来打破的,我们一直认为AI市场是CPU、GPU、TPU的专属,而MCU厂商在划破这个界限。

Arm“锦上添花”再增两款AI处理器

作为芯片架构供应商,Arm自然不会对AI市场袖手旁观,尤其是面对RISC-V阵营在频频逼近,Arm需要找到新的突破点。在运营策略上,降低产品准入门槛实属无奈之举,如果在技术上无法实现实质性创新就只能走下坡路了。

最近,Arm推出了两款AI处理器--Cortex-M55和Ethos-U55。从Cortex-M55的框架图中可以看出,Cortex-M55增加一个Helium,Helium的技术名称是MVE(用于M-ProfileVectorExtension),是针对Cortex-M系列处理器的M-Profile矢量扩展(MVE)技术,旨在为最小的嵌入式设备提供增强的机器学习和信号处理。官方介绍,与前一代Cortex产品相比,Cortex-M55可将数字信号处理性能提高5倍,将机器学习性能提高15倍。

Ethos-U55是Cortex-M处理器的配套NPU加速器,用于解决电池寿命和成本敏感的复杂AI计算难题,需要和Cortex-M55、Cortex-M33、Cortex-M7、Cortex-M4等产品搭配使用。Ethos-U55包含32至256个可配置计算单元,与基本的Cortex-M55相比,机器学习性能最多可以提升32倍。如果将Cortex-M55和Ethos-U55进行组合,能为微控制器带来480倍的机器学习性能飞跃。

前面讲到,恩智浦的i.MX7ULP采用了Cortex-A7和Cortex-M4的双核架构,如果将Cortex-M55引入其中,机器学习性能将会得到更大的提升。笔者认为,唯一值得顾虑的就是成本问题,MCU市场讲究性价比,尤其是在物联网应用中,MCU厂商在高性价比的路上不断厮杀,对于用户来讲,成本应该还是最大的考量因素。

MCU切入AI边缘芯片市场的机会

早期,AI芯片的市场争夺主要在云端和数据中心,而随着边缘计算和AIoT的发展,AI芯片的市场争夺逐渐走向边缘。有研究表明,到2025年,有50%的数据需要在网络边缘侧分析、处理、存储,到2022年边缘计算市场规模将超过万亿。受边缘计算的影响,边缘AI芯片市场也迅速发展。ABIResearch预计,边缘AI芯片组市场将从2019年的26亿美元增长到2024年的76亿美元。可以预见,AI边缘芯片正在成为芯片厂商新的争夺点。