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當(dāng)所有人的目光都還聚焦在云端那些巨大的數(shù)據(jù)中心時(shí)，一場(chǎng)新的技術(shù)革命正在我們身邊悄然發(fā)生。這就是邊緣計(jì)算與AI的結(jié)合，一個(gè)正在推動(dòng)智能設(shè)備革新的關(guān)鍵力量。在這片蓬勃發(fā)展的新藍(lán)海里，Arm，這家長(zhǎng)期統(tǒng)治我們手機(jī)芯片架構(gòu)的巨頭，扔出了一顆重磅炸彈——Armv9邊緣AI計(jì)算平臺(tái)。

這個(gè)平臺(tái)的核心，是全新的Cortex-A320 CPU和Ethos-U85 NPU，專為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而生。聽起來有點(diǎn)技術(shù)宅？說白了，它的目標(biāo)就是讓身邊的各種小設(shè)備，能夠在本地運(yùn)行超過10億個(gè)參數(shù)的AI模型。

真正的AI戰(zhàn)場(chǎng)，在你看不見的地方

你可能沒意識(shí)到，邊緣人工智能（Edge AI）這個(gè)市場(chǎng)，正在以一種近乎瘋狂的速度增長(zhǎng)。根據(jù)全球市場(chǎng)洞察（Global Market Insights）的一份報(bào)告，2024年全球邊緣AI市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了125億美元。這還只是個(gè)開始，報(bào)告預(yù)計(jì)在2025到2034年間，這個(gè)數(shù)字的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到驚人的24.8%，到2034年，市場(chǎng)規(guī)模會(huì)暴漲到1094億美元。

這股熱潮背后，是各行各業(yè)對(duì)邊緣設(shè)備越來越強(qiáng)的依賴，以及對(duì)AI技術(shù)源源不斷的投資。它已經(jīng)不是一個(gè)PPT上的概念，而是滲透到了我們生活的方方面面。醫(yī)療保健行業(yè)是沖在最前面的，2024年，它一家就占了整個(gè)市場(chǎng)收入的43%。這不難理解，無論是實(shí)時(shí)病人監(jiān)控、醫(yī)療影像分析，還是AI輔助診斷，這些場(chǎng)景都要求AI能夠快速?zèng)Q策，幫助醫(yī)生改善治療結(jié)果。除了醫(yī)療，制造業(yè)、金融、零售、物流，幾乎所有行業(yè)都在擁抱邊緣AI。

從技術(shù)上看，這個(gè)市場(chǎng)由軟件、硬件和服務(wù)三部分構(gòu)成。2024年，軟件是絕對(duì)的主角，占了51.7%的收入。畢竟，AI模型優(yōu)化、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、邊緣分析平臺(tái)，這些都是軟件的活兒。當(dāng)企業(yè)們爭(zhēng)先恐后地把AI整合進(jìn)業(yè)務(wù)，軟件在模型部署、數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)更新中的作用就變得無可替代。

地域上，北美是當(dāng)之無愧的領(lǐng)頭羊，2024年占據(jù)了全球市場(chǎng)30%以上的份額，其中美國(guó)預(yù)計(jì)到2034年將達(dá)到200億美元的規(guī)模。而在歐洲，德國(guó)因?yàn)閲?yán)格的數(shù)據(jù)隱私規(guī)定，也對(duì)邊緣計(jì)算青睞有加。視線轉(zhuǎn)回亞太，中國(guó)在政府AI戰(zhàn)略和5G、智能基礎(chǔ)設(shè)施的大力投資下，市場(chǎng)增長(zhǎng)也異常迅猛。

推動(dòng)這一切的，是幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)趨勢(shì)。首先是TinyML，也就是在超低功耗的微控制器上跑機(jī)器學(xué)習(xí)，讓小小的電池設(shè)備也能在本地運(yùn)行AI，不再依賴云。其次是AI和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的融合，催生了海量的AI驅(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。最后，就是邊緣AI硬件本身的飛速發(fā)展，各種新的處理器、AI加速器和神經(jīng)處理單元（NPU）層出不窮，就是為了更高效地處理機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)。

手機(jī)霸主Arm，轉(zhuǎn)身殺入新戰(zhàn)場(chǎng)

說到Arm，大多數(shù)人想到的可能還是手機(jī)。沒錯(cuò)，這家全球半導(dǎo)體IP設(shè)計(jì)的領(lǐng)導(dǎo)者，長(zhǎng)期以來都是移動(dòng)處理器領(lǐng)域的絕對(duì)霸主。全球已經(jīng)有超過1800億顆Arm芯片出貨，這讓它成了移動(dòng)設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)里事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。但時(shí)代變了，隨著AI和邊緣計(jì)算的需求暴增，Arm正積極地把觸角伸向一個(gè)更廣闊的天地。

Arm公司CEO Rene Haas在財(cái)報(bào)電話會(huì)議上說得非常直白：「從智能家居傳感器和工廠里的智能傳感器，到世界上最先進(jìn)的AI超級(jí)計(jì)算機(jī)，AI工作負(fù)載正在各地部署。這正在推動(dòng)對(duì)不僅性能強(qiáng)大而且能源高效的計(jì)算前所未有的需求。」他甚至有點(diǎn)凡爾賽地強(qiáng)調(diào)，Arm提供了「唯一的計(jì)算平臺(tái)」，開發(fā)者可以在上面設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)各種應(yīng)用的芯片。

這話不是吹牛?？纯碅rm的收入構(gòu)成，雖然智能手機(jī)處理器依然貢獻(xiàn)了45%的特許權(quán)使用費(fèi)，但剩下的37%已經(jīng)來自物聯(lián)網(wǎng)、汽車芯片、云和網(wǎng)絡(luò)等其他領(lǐng)域。和過去一半以上收入都靠手機(jī)業(yè)務(wù)相比，Arm的業(yè)務(wù)多元化已經(jīng)卓有成效。

Arm的這次戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，不是一時(shí)興起，而是對(duì)市場(chǎng)趨勢(shì)的深刻洞察。AI應(yīng)用從云端向邊緣遷移，已經(jīng)是大勢(shì)所趨。好處是顯而易見的：數(shù)據(jù)在本地處理，省電；減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的依賴；延遲極低，對(duì)于自動(dòng)駕駛、工業(yè)自動(dòng)化這種分秒必爭(zhēng)的應(yīng)用至關(guān)重要；數(shù)據(jù)不出本地，隱私和安全也更有保障。

正是看透了這一切，Arm近些年才在邊緣AI領(lǐng)域瘋狂下注。Arm扔出了他們的「王炸」——全球首個(gè)Armv9邊緣AI計(jì)算平臺(tái)。這不僅是Arm在邊緣AI領(lǐng)域的重要里程碑，更是給整個(gè)行業(yè)劃下的一道分水嶺。這個(gè)平臺(tái)以全新的Arm Cortex-A320 CPU和領(lǐng)先的邊緣AI加速器Arm Ethos-U85 NPU為核心，能支持運(yùn)行超過10億參數(shù)的邊緣AI模型，為邊緣設(shè)備的普及提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

Arm的看家本領(lǐng)，到底有多強(qiáng)？

Armv9邊緣AI計(jì)算平臺(tái)，這個(gè)聽起來有點(diǎn)拗口的名字，代表了當(dāng)前邊緣AI技術(shù)的頂尖水平。它把全新的超高效率Armv9 CPU——Cortex-A320，和支持Transformer運(yùn)算的Ethos-U85 NPU整合在了一起，打造出全球首個(gè)專門為物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化的Armv9邊緣AI平臺(tái)。

先說Cortex-A320。作為Armv9架構(gòu)的最小實(shí)現(xiàn)，它給超高效率的Cortex-A處理器帶來了安全和機(jī)器學(xué)習(xí)的最新創(chuàng)新。和上一代的Cortex-A35 CPU比，它的機(jī)器學(xué)習(xí)性能最高能提升10倍，純粹的標(biāo)量性能也提升了30%。這背后是Armv9.2-A架構(gòu)的功勞，它不僅提供了加速機(jī)器學(xué)習(xí)的SVE2（可擴(kuò)展向量擴(kuò)展2），還內(nèi)置了像PAC、BTI和MTE這些聽起來很酷的先進(jìn)安全功能，就是為了保護(hù)你的數(shù)據(jù)。軟件兼容性也沒得說，它專為L(zhǎng)inux這類富操作系統(tǒng)開發(fā)，開發(fā)者可以繼續(xù)用他們熟悉的軟件和工具，大大降低了開發(fā)門檻。

再看Ethos-U85 NPU。這是Arm的第三代NPU，專為邊緣AI推理而生。它的性能可以伸縮，乘加器（MAC）單元可以從128個(gè)擴(kuò)展到2048個(gè)，在1GHz頻率下能提供從256 GOP/s到4 TOPs的性能，滿足不同應(yīng)用的需求。能效也比上一代提升了20%，這對(duì)于靠電池供電的邊緣設(shè)備來說簡(jiǎn)直是福音。更重要的是，它原生支持Transformer網(wǎng)絡(luò)，這意味著它能高效處理生成式AI模型，讓你的邊緣設(shè)備也能擁有強(qiáng)大的AI能力。

光有硬件還不夠，Arm還端出了一道軟件大餐——KleidiAI。這是一個(gè)高度優(yōu)化的軟件函數(shù)庫，專門在Arm CPU上加速AI功能。它能和Arm架構(gòu)的Neon、SVE2等特性協(xié)同工作。效果怎么樣？在Llama.cpp上跑微軟的Tiny Stories數(shù)據(jù)集時(shí)，KleidiAI給新的Cortex-A320帶來了高達(dá)70%的性能提升。它還無縫整合進(jìn)了像Llama.cpp和ExecuTorch這些主流的物聯(lián)網(wǎng)AI框架里，加速了Meta Llama 3和Phi-3這些關(guān)鍵模型的性能，讓開發(fā)者用起來得心應(yīng)手。

強(qiáng)敵環(huán)伺，Arm憑什么這么自信？

在邊緣AI芯片這個(gè)賽道上，Arm并不是唯一的玩家。開源的RISC-V架構(gòu)、傳統(tǒng)的x86架構(gòu)，還有各種專有的AI加速器，都在虎視眈眈。但通過對(duì)比，我們能看清Armv9平臺(tái)的底氣在哪。

先看和RISC-V的對(duì)決。RISC-V作為開源的后起之秀，近年來越來越火。但和它相比，Arm的優(yōu)勢(shì)依然明顯。首先是純性能，Arm處理器還是領(lǐng)先的，比如ARM的Cortex-A76在單線程性能上就略勝于SiFive的P670。更別提ARMv9處理器比上一代性能提高了約30%，能效提高了50%。其次是生態(tài)系統(tǒng)，Arm經(jīng)營(yíng)多年，擁有一個(gè)成熟且龐大的生態(tài)，超過1800億塊的出貨量不是開玩笑的。RISC-V雖然發(fā)展很快，但生態(tài)還比較年輕。最后是能效比，ARM架構(gòu)天生就注重節(jié)能，這是它在移動(dòng)和嵌入式領(lǐng)域的立身之本。當(dāng)然，RISC-V的優(yōu)勢(shì)在于定制化和開放性，對(duì)于某些特殊應(yīng)用場(chǎng)景很有吸引力。

再來看和老牌霸主x86的較量。x86在PC和服務(wù)器市場(chǎng)是絕對(duì)的老大，但到了邊緣AI領(lǐng)域，Arm的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來了。Arm基于RISC（精簡(jiǎn)指令集），天生就比CISC（復(fù)雜指令集）的x86更省電。在邊緣設(shè)備里，功耗往往是決定生死的關(guān)鍵。此外，Arm的產(chǎn)品線非常廣，從微控制器到高性能服務(wù)器，能滿足各種性能需求。最關(guān)鍵的是，Arm這幾年在AI優(yōu)化上投入巨大，專門的Ethos系列NPU和KleidiAI軟件庫，讓它在處理邊緣AI任務(wù)時(shí)更加得心應(yīng)手。

為了看得更清楚，我們把它們放在一張桌子上比一比：

注：數(shù)據(jù)來源于Arm官方發(fā)布及公開技術(shù)文檔

從這張表里不難看出，Armv9邊緣AI計(jì)算平臺(tái)在性能、能效、安全和軟件生態(tài)上，特別是在邊緣AI這個(gè)特定的應(yīng)用場(chǎng)景里，確實(shí)有它的獨(dú)到之處。

不是一個(gè)人在戰(zhàn)斗，Arm的朋友圈有多豪華？

一個(gè)成功的技術(shù)平臺(tái)，光靠自己技術(shù)牛是不夠的，還得有一幫兄弟撐腰。Arm深諳此道，在推出Armv9平臺(tái)的同時(shí)，也拉起了一個(gè)豪華的邊緣AI生態(tài)朋友圈。

Arm擁有全球最大的開發(fā)者生態(tài)之一，超過2000萬名活躍的Arm開發(fā)者，這是創(chuàng)新的源泉。更重要的是，Armv9平臺(tái)一發(fā)布，就獲得了包括亞馬遜AWS、西門子、瑞薩電子、研華科技和Eurotech在內(nèi)的多家行業(yè)巨頭的力挺。

這些來自不同行業(yè)大佬的站臺(tái)，無疑給Arm的邊緣AI戰(zhàn)略注入了一針強(qiáng)心劑。

Armv9平臺(tái)的推出，正在讓AI應(yīng)用的可能性遍地開花。它能支持在各種設(shè)備上運(yùn)行大型語言模型（LLM）和小型語言模型（SLM），讓智慧決策更接近數(shù)據(jù)源頭，不僅延遲更低，隱私也更有保障。

在智能城市里，邊緣AI能實(shí)時(shí)監(jiān)控交通，優(yōu)化信號(hào)燈，還能讓智能相機(jī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，它能預(yù)測(cè)設(shè)備故障，進(jìn)行質(zhì)量控制，讓機(jī)器人更聰明。在智能家居里，你的家電會(huì)更懂你，語音助手交互更自然。在醫(yī)療健康領(lǐng)域，它能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病人體征，輔助醫(yī)生診斷，甚至加速新藥研發(fā)。

Armv9邊緣AI計(jì)算平臺(tái)的發(fā)布，像是在平靜的湖面上投下了一塊巨石。它不僅是Arm公司戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的重要一步，更是整個(gè)邊緣AI行業(yè)發(fā)展的催化劑。

參考資料：

https://www.arm.com/

https://www.gminsights.com/zh/industry-analysis/edge-ai-market

來源：蒜泥