Page 14 - MCU大廠分享10億級出貨秘訣

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SPOTLIGHT
RISC-V IP設計廠晶心科技董事 長林志明著眼tinyML的特性，歸 納出tinyML產品幾個重點發展方 向:「tinyML要求低功耗，又要執 行大量AI運算，更有效率的處理 器架構、軟硬整合，以及演算法的 優化將變得關鍵;終端應用的多 樣性，也讓處理器架構的彈性及可 拓展性，對運算效率扮演舉足輕重 的 角 色。」
例，林志明指出，tinyML常見應 用包括震動偵測、手勢感測、語 音指令、異常偵測、物件偵測等， 為支應其多樣化應用的需求，晶 心在D25和D45等RISC-V核心中 提供高效的SIMD/DSP處理效能; 商用RISC-V向量處理器NX27V 中，也提供多功能向量處理能力。 晶心並提供ACE (Andes Custom Extension)擴充框架，使客戶能添 加指令以進一步加快應用程序。
CPU IP設計廠Arm近年也將 AI視為重要方向，並因應tinyML趨 勢相繼發表Cortex-M55及M85產 品，認定這將是MCU重要的發展 趨勢。Arm AIoT方案資深經理黃 晏祥指出，隨著tinyML在MCU上 的應用越來越普遍，「主要幾個專 注32bit的廠商原本用M4或M33， 現在逐步轉移到M55甚至近期剛 發表的M85，以賦予MCU ML的能 力」，實體IC預計今年底、明年初 有機會上市。
林志明認為，低功耗、高效 率、彈性及擴充性也就是RISC-V 先天的優勢，「Simple與Clean- slate，為RISC-V處理器帶來簡潔 的設計，設計模組化讓晶片的面 積更小，這些設計皆可優化功耗表 現;RISC-V指令標準允許使用者自 訂架構，加上處理器核心架構廠提 供的擴充化工具，則可補足通用架 構對多樣需求上不足。融合所有優 勢，即可產出具備差異化又貼近終 端應用的處理器架構。」
晶心為因應邊緣運算至雲端 運算的高效能應用需求，也於今年 初推出NX27V的RISC-V向量(RVV) 擴展指令規格v1.0版。針對向量資 料類型，可以處理從FP16到FP64 的浮點運算，和Int8到Int64的整 數運算，並擴充可減少AI資料傳 輸量的BF16和Int4指令;其含有 專用串流通訊埠(Streaming Port) 介面的向量處理單元，亦可使暫 存器和外部元件能高效率交換大 量資料。
為支援tinyML的低功耗要 求，Arm也在M55或M85等針對AI 市場推出的產品上，增加進階的 Power Domain，讓電源管理更 精細。Arm首席應用工程師張維良 解釋，進階的Power Domain能針 對不同的硬體區塊更精確管理哪 些要工作、哪些要關電，這是傳統 M3、M4等產品所沒有的;Helium 向量處理技術做向量化運算，據內 部統計，每一個單位面積也可增加 兩到三倍的效能。
以晶心RISC-V解決方案為
此外，32bit處理器的M55 和M85搭配Helium，可支援最小 8bit的資料運算單元，使效率和 功耗優於M4等處理器，這也是 M55跟M4關鍵的差異點。張維良 解釋，同樣運算8bit資料，M4只能 用32bit運算單元進行運算，M55 則只需使用一個8bit乘法器運算， 因此M55功耗可以是M4的1/4甚至 更少，最佳情況下功耗效率有機會 是M4的五倍以上，再加上Helium 技術，可進一步優化效能。
Arm Cortex-M55核心與M4核心的能耗效率比較。
www.eettaiwan.com | 2022年6月
(來源:Arm)
綜上所述，黃晏祥認為，要執