Arm、Cortex-Aアプリケーションプロセッサ向けEthos-U65 microNPUを発表

Armは、Cortex-A CPUコアとアプリケーションプロセッサでシームレスに統合できる次世代microNPU IP、Ethos-U65をリリースしました。このIPはNXPがライセンスし、ポーズ推定、マルチ顔認識、ビデオ物体検出、キーワードスポッティングを超えたフル音声認識など、高度なAIワークロードをサポートする新しいi.MXプロセッサラインを強化します。

Ethos-U65

Armの先代microNPUであるEthos-U55は、2020年2月にCortex-Mコアとペアとなるマイクロコントローラクラスシステム向けに登場し、16 nmまたは7 nmノードで1 GHz動作時最大0.5 TOPS、3~256 MACユニットを搭載していました。Armの広範なポートフォリオには、Ethos-N77(4 TOPS)、N57(2 TOPS)、N37(1 TOPS)があります。

Ethos-U65はU55の低消費電力設計を継承しつつ、MAC数を512に倍増させ、1 GHzで1 TOPSを実現。アプリケーションプロセッサ環境向けに調整され、機械学習演算子のネイティブサポートも拡張されていると、Armのテクニカルブリーフで説明されています。

リードライセンシー

リードライセンシーとしてNXPがArmと協力し、U65のシステムレベル仕様を定義しました。同社は、今後のi.MXアプリケーションプロセッサファミリにmicroNPUを組み込む計画を発表しています。

AIアプリケーションプロセッサ向けNXPアーキテクチャ: Cortex-A、Cortex-MコアとmicroNPUを統合 (画像: NXP)

想定されるAIプロセッサでは、Ethos-U65がCortex-MとCortex-Aコアと並んで配置されると、NXPのAI/MLハードウェアチーフエンジニアBen Eckermann氏が説明します。Cortex-Aがアプリケーションスタック(マイクやカメラなどペリフェラルドライバ)を処理し、microNPUとCortex-Mが機械学習ワークロードを担い、結果をCortex-Aに返します。

「U55と同様、U65も近くのCortex-Mに依存し、めったに呼び出されずフルハードウェア実装の価値がない演算子をサポートします」とEckermann氏は指摘。「この設計は柔軟性と将来対応力を提供します。」

U65はU55より広い内部バスを備え、Cortex-M環境で典型的なSRAMではなく、アプリケーションプロセッサシステムで一般的なDRAMのバッファリングとレイテンシ特性に対応するよう設計されています。

ポートフォリオの充実

NXPはAI対応SoCラインアップを拡充しています。以前発表されたi.MX 8M+プロセッサには、Verisilicon設計ベースのNPUアクセラレータが搭載され、2.3 TOPSを発揮し、シーンセグメンテーション、ライブビデオ顔/物体認識、話者アクセント解釈などに十分です。ローエンドでは、Ethos-U55搭載NXPマイクロコントローラが人物検知、ウェイクワード検知、ビデオデノイズを実行できます。

Ethos-U65搭載製品は中間層を占め、マルチ顔認識、より高度な音声認識、ポーズ推定などのAIアプリケーションを処理します。Eckermann氏によれば、このポジショニングによりi.MX 8M+ラインとの重複を避けています。

様々なAIアプリケーションの計算要件と対応NPU (画像: NXP)

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