在去年十月，Arm推出了物聯(lián)網(wǎng)全面解決方案。在半年后的今天，Arm推出了其Cortex-M系列的最新性能標(biāo)桿Cortex-M85，并將其物聯(lián)網(wǎng)全面解決方案繼續(xù)進(jìn)行拓展。

性能最強(qiáng)Cortex-M處理器——Cortex-M85

此次最為重磅的新產(chǎn)品發(fā)布就是Cortex-M85，這是繼Cortex-M7之后性能最強(qiáng)的Cortex-M處理器，提供超過(guò)6 CoreMarks/MHz和超過(guò)3 DMIPS/MHz的性能表現(xiàn)。更為重要的是，它在AI和ML相關(guān)計(jì)算進(jìn)行了微架構(gòu)上的針對(duì)性創(chuàng)新。

Cortex-M85采用增強(qiáng)的微架構(gòu)功能，其中包括優(yōu)化的雙發(fā)射和選擇性三發(fā)射的能力，增強(qiáng)的分支預(yù)測(cè)和增強(qiáng)的內(nèi)存系統(tǒng)，從而提高了其標(biāo)量計(jì)算的性能。此外還增加了Arm Helium技術(shù)，以支持諸如高保真音頻處理等苛刻的機(jī)器學(xué)習(xí)用例，而無(wú)需附加DSP。同時(shí)它也是首個(gè)從全新Arm-v8.1M架構(gòu)中集成指針認(rèn)證和分支目標(biāo)識(shí)別 (PACBTI) 擴(kuò)展的Cortex產(chǎn)品。這大大簡(jiǎn)化并加速了開(kāi)發(fā)者實(shí)現(xiàn)PSA Certified Level 2級(jí)別安全認(rèn)證的進(jìn)程。

針對(duì)傳統(tǒng)工作負(fù)載，Cortex-M85與Cortex-M55相比性能提高了85%；與Cortex-M7相比性能提高了30%。在針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的工作負(fù)載上，Cortex-M85的性能比包含Helium技術(shù)Cortex-M55要高20%；這20%的提升來(lái)自微架構(gòu)優(yōu)化，與不含Helium技術(shù)的Cortex-M7相比，處理速度達(dá)到了其4倍之多。

Arm物聯(lián)網(wǎng)兼嵌入式事業(yè)部副總裁Mohamed Awad表示，Cortex-M85突破了傳統(tǒng)工作負(fù)載和機(jī)器學(xué)習(xí)性能的界限。Cortex-M85是可用于傳統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)工作負(fù)載的最快的M系列CPU。它使Cortex-M的性能更接近于Cortex-A的性能，但具有MCU的方便性、確定性和低功耗，可以利用廣泛的Cortex-M軟件生態(tài)系統(tǒng)。

Corstone解決方案拓展到Cortex-A系列

去年Arm提出了物聯(lián)網(wǎng)全套解決方案，其中包含Arm Corstone、Arm Virtual Hardware和Arm Project Centauri，今年分別對(duì)其進(jìn)行了產(chǎn)品補(bǔ)充。

Corstone是一套預(yù)先集成且經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的子系統(tǒng)，專(zhuān)為特定用例而設(shè)計(jì)?？梢詷O大地加快芯片設(shè)計(jì)商的芯片流片和量產(chǎn)進(jìn)程，讓其把更多精力專(zhuān)注于其自身芯片設(shè)計(jì)的差異化上。去年發(fā)布的是針對(duì)關(guān)鍵字識(shí)別的Corstone-300，今年又繼續(xù)新增了針對(duì)語(yǔ)音識(shí)別的Corstone-310和針對(duì)云原生邊緣設(shè)備的Corstone-1000。

Corstone-310由最新Cortex-M85 和Ethos-U55 NPU（可選），以及必要的系統(tǒng)模塊組成，這個(gè)組合構(gòu)成了當(dāng)前最先進(jìn)的MCU子系統(tǒng)。讓芯片廠(chǎng)商能比以往任何時(shí)候都更容易快速地構(gòu)建最高性能、最安全的MCU，其目標(biāo)用例包括智能音箱、無(wú)人機(jī)和智能恒溫器。

針對(duì)邊緣計(jì)算上的計(jì)算需求增加，僅僅MCU是不夠的。像智能攝像頭、銷(xiāo)售點(diǎn)終端、機(jī)器人和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等應(yīng)用需要性能更為強(qiáng)大的平臺(tái)，可以運(yùn)行Linux等豐富的操作系統(tǒng)。Corstone-1000的基本配置是一個(gè)Cortex-A處理器和一個(gè)Cortex-M。其中Cortex-A處理器可以選擇A32，未來(lái)也可以拓展至A53，Cortex-M的部分可以選擇一個(gè)M0+的內(nèi)核。這種異構(gòu)設(shè)計(jì)在安全和性能上兼具優(yōu)勢(shì)，Cortex-A用于Linux等操作系統(tǒng)的運(yùn)行，而 M0+的內(nèi)核可以作為安全信息的隔離分區(qū)使用。Corstone-1000也獲得PSA Level 2認(rèn)證，因此芯片廠(chǎng)商在Corstone-1000基礎(chǔ)上可以快速完成一個(gè)符合安全標(biāo)準(zhǔn)的芯片。

Corstone的價(jià)值在于其極大程度地，在IoT及其碎片化和差異化的情況下，幫助不同類(lèi)型的芯片廠(chǎng)商實(shí)現(xiàn)快速的芯片量產(chǎn)。Mohamed Awad表示，物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式是一個(gè)極為多樣化的領(lǐng)域，這里將有數(shù)百種芯片是為了服務(wù)于數(shù)千個(gè)獨(dú)特的市場(chǎng)和設(shè)計(jì)點(diǎn)而設(shè)計(jì)，它們將涵蓋各種各樣的性能和工作負(fù)載需求。通過(guò)擴(kuò)展Arm Corstone這一預(yù)先集成、預(yù)先驗(yàn)證的硬件子系統(tǒng)，Arm正在大規(guī)模釋放物聯(lián)網(wǎng)的潛力，幫助客戶(hù)加速產(chǎn)品上市。而且在Costone上的投資至少和軟件生態(tài)系統(tǒng)一樣多。

更多Cortex-M產(chǎn)品支持Arm虛擬硬件

Arm虛擬硬件的推出是為了在實(shí)體芯片出現(xiàn)之前，讓開(kāi)發(fā)者可以先行為其物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，加快上市時(shí)間。并且可以利用云服務(wù)實(shí)現(xiàn)虛擬的硬件集成，從而善用現(xiàn)代開(kāi)發(fā)流程的所有優(yōu)勢(shì)。針對(duì)各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的持續(xù)集成、簡(jiǎn)化的ML DevOps和簡(jiǎn)化的安全更新也突然變?yōu)榭赡堋?

首個(gè)Arm虛擬硬件于去年推出，目標(biāo)是基于Cortex-M55的Corstone-300子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的虛擬拷貝。它可在AWS上以Amazon系統(tǒng)鏡像或AMI的形式取得。雖然M55相關(guān)的實(shí)體芯片仍尚未量產(chǎn)，但像Lab126和谷歌等成熟的合作伙伴，已經(jīng)開(kāi)始使用和驗(yàn)證。他們的開(kāi)發(fā)人員不必?fù)?dān)心跳線(xiàn)、電線(xiàn)和硬件的可用性，就可以為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備編寫(xiě)軟件。

而到了今年，有關(guān)Arm虛擬硬件的最新的動(dòng)態(tài)來(lái)了。Mohamed Awad表示，Arm將為絕大部分的Cortex-M產(chǎn)品提供Arm虛擬硬件。通過(guò)增加最受歡迎的7款Cortex-M CPU的支持，Arm虛擬硬件將即刻支持生態(tài)系統(tǒng)中已經(jīng)部署的大約800億個(gè)設(shè)備。

在工具方面，Arm虛擬硬件已經(jīng)集成到Keil MDK，使其在傳統(tǒng)嵌入式開(kāi)發(fā)工作流中，自然地成為開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一部分，無(wú)需在IDE中選擇開(kāi)發(fā)板，只需選擇虛擬硬件即可。未來(lái)也會(huì)繼續(xù)拓展，和包括GitHub和極狐GitLab等許多熱門(mén)服務(wù)集成。

Arm虛擬硬件得到了生態(tài)多方的認(rèn)可：服務(wù)提供商使用Arm虛擬硬件能夠在云端實(shí)現(xiàn)規(guī)?；划a(chǎn)品設(shè)計(jì)商使用Arm虛擬硬件免于昂貴的實(shí)體設(shè)備設(shè)置和維護(hù)；開(kāi)發(fā)者喜歡在硬件可用前就開(kāi)始軟件編寫(xiě)工作，將Arm虛擬硬件直接集成到其每天使用的現(xiàn)有工具和服務(wù)中，從而無(wú)需改變其已經(jīng)熟悉的工作流程。

Mohamed Awad表示，Arm虛擬硬件顛覆了市場(chǎng)。通過(guò)大幅簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)和測(cè)試，它正在改變?yōu)槲锫?lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)軟件的方式，并將全新類(lèi)型的開(kāi)發(fā)者帶入生態(tài)系統(tǒng)。

Open-CMSIS-Pack大幅提高Cortex-M生態(tài)內(nèi)軟件復(fù)用

而只通過(guò)硬件虛擬化來(lái)簡(jiǎn)化軟件開(kāi)發(fā)是不夠的，軟件的復(fù)用性同樣重要。這就是Project Centauri的意義所在。從去年十月推出Open-CMSIS-Pack這一通用格式以來(lái)，已經(jīng)獲得了強(qiáng)勢(shì)的勢(shì)頭。近期Arm也將一些熱門(mén)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（例FreeRTOS和TencentOS等）心中呢感動(dòng)了可用軟件列表內(nèi)。

而在此次發(fā)布會(huì)上，Mohamed Awad又宣布了新的進(jìn)展：開(kāi)放物聯(lián)網(wǎng) SDK 框架 (Open IoT SDK Framework) 的首個(gè)版本正式交付。Open IoT SDK是一個(gè)參考代碼框架，涵蓋了從作為Arm全面解決方案一部分使用的語(yǔ)音和關(guān)鍵字識(shí)別軟件，到全新Open-CMSIS-CDI軟件標(biāo)準(zhǔn)的所有內(nèi)容。

Open-CMSIS-CDI為Cortex-M生態(tài)系統(tǒng)定義了一個(gè)通用設(shè)備接口，通過(guò)定義如何訪(fǎng)問(wèn) 例如遠(yuǎn)程更新等 通用服務(wù)，為開(kāi)發(fā)者實(shí)現(xiàn)軟件重復(fù)使用。僅在過(guò)去數(shù)月里就有8家最大的行業(yè)參與者，包括芯片伙伴、云服務(wù)提供商和OEM廠(chǎng)商加入該項(xiàng)目。Mohamed Awad表示，Project Centauri才剛剛起步，但其發(fā)展勢(shì)頭確實(shí)好的令人難以置信，未來(lái)也期待其能充分發(fā)揮潛力。

總結(jié)

從去年提出物聯(lián)網(wǎng)全套解決方案，到今天的各種產(chǎn)品和服務(wù)拓展，Arm已經(jīng)在IP提供商的角度上，為整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的發(fā)展提供了更多的重要支持。在物聯(lián)網(wǎng)的下一個(gè)時(shí)代，IP商和云服務(wù)商的能力和合作會(huì)越來(lái)越緊密，而各種不同體量的物理網(wǎng)開(kāi)發(fā)者的門(mén)檻也會(huì)越來(lái)越低，這將會(huì)推動(dòng)物理網(wǎng)生態(tài)更快速實(shí)現(xiàn)繁榮，真正全面實(shí)現(xiàn)AIoT。