Arms Cortex-M52: KI für günstige IoT-Geräte

Arm hat seine neueste Ergänzung des Cortex-Mda Portfolios vorgestellt: Cortex-M52, ein kompakter Prozessor mit erweiterten Funktionen für Künstliche Intelligenz (KI) – konzipiert für kostengünstige Internet-of-Things-Geräte (IoT).

Nach Angaben des Unternehmens wird der neue Cortex-M52 der steigenden Nachfrage der Partner nach Machine-Learning-Fähigkeiten (ML) und einfacheren Entwicklungsabläufen gerecht. Denn mit dem neuen Prozessor ist es möglich, innovativ zu agieren und zügig zu skalieren.

Der Arm-Cortex-M52 wurde für Internet-der-Dinge-Anwendungen mit Künstlicher Intelligenz (AIoT) entwickelt. Das bedeutet, dass er die Leistung bei der digitalen Signalverarbeitung (DSP) und beim maschinellen Lernen (ML) verbessert, ohne dabei zusätzliche Kosten für dedizierte Beschleuniger zu verursachen. Der Vorteil: Mit der integrierten Arm-Helium-Technologie kann der Cortex-M52 die Leistung dieser Anwendungen, die auf Geräten mit begrenzter Energiequelle laufen, erheblich steigern und den Einsatz von ML-Inferenzalgorithmen ermöglichen.

Die Helium-Technologie wurde bereits erfolgreich in Produkten für Netzwerk-Endpunkte implementiert. Der Cortex-M52 ermöglicht es den Partnern von Arm nun, diese Fähigkeit auf kostengünstige, stromsparende IoT-Geräte zu übertragen. Laut Arm ist der Cortex-M52 der kleinste und preiswerteste Prozessor mit integrierter Arm-Helium-Technologie.

Das Unternehmen gibt auch an, dass der Cortex-M52 den Weg für eine breite Palette von KIoT-Anwendungen ebnen wird. Diese sollen durch verbesserte Sprach- und Bildgebungssysteme reichhaltigere und schnellere Erfahrungen liefern – insbesondere in den Bereichen industrielle Steuerung, vorausschauende Wartung sowie Integration von Sensoren für tragbare Geräte. Ein Beispiel für den Einsatz von KI in den wichtigsten Phasen eines Algorithmus für vorausschauende Wartung wird im Blog von Arm näher erläutert.

Laut Arm bietet der Cortex-M52 im Vergleich zu früheren Cortex-M-Generationen eine bis zu 5,6-fache Leistungssteigerung für ML und eine bis zu 2,7-fache für DSP.

Darüber hinaus bietet der Cortex-M52 die Flexibilität, verschiedene Konfigurationen und Leistungsniveaus anzunehmen. Dadurch stehen mehr Ressourcen zur Verfügung, ohne dass eine separate Verarbeitungseinheit erforderlich ist, was zu Kosten- und Flächeneinsparungen führt.

Um die ML- und DSP-Leistung zu erreichen, die der Cortex-M52 heute bietet, mussten früher eine CPU, ein DSP und eine NPU kombiniert werden. Das bedeutete, dass die Entwickler nicht nur mehr Platz für die Hardware benötigten, sondern auch Code für die Chips schreiben, debuggen und abstimmen mussten, wofür sie verschiedene Tools (Compiler, Debugger usw.) brauchten. Mit dem Cortex-M52 werden die KI-Fähigkeiten nun in einer einzigen Architektur und in einem einzigen Satz von Tools zusammengefasst. Dies garantiert einen einheitlichen Entwicklungsfluss für herkömmliche DSP- und ML-Workloads.

Der Cortex-M52 ist das jüngste Mitglied der Armv8.1-M-Cortex-M-Familie von Low-Power-Prozessoren, neben den leistungsfähigeren Modellen Cortex-M55 und Cortex-M85.

AIoT-Markt und die brasilianische Version

Laut Fortune Business Insights wird der globale Markt im Bereich künstliche Intelligenz für Geräte des Internets der Dinge (AIoT) im Jahr 2023 einen Wert von 35,6 Milliarden US-Dollar erreichen. Bis zum Jahr 2030 wird ein Anstieg auf 253,8 Milliarden US-Dollar erwartet. Das entspricht einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 32 %.

Gemäß der Studie haben vor allem die beschleunigten Innovationen im Gesundheitssektor während der Covid-19-Pandemie dazu beigetragen, das Wachstum des AIoT-Marktes voranzutreiben. Außerdem ist in den kommenden Jahren zu erwarten, dass die industrielle Automatisierung und Robotik die Nachfrage nach AIoT-Diensten steigern wird.

Hinzu kommt, dass das Internet der Dinge eine wichtige Rolle bei der Umwandlung von digitalen Häusern und der Schaffung von nachhaltigen Gemeinschaften und intelligenten Städten spielen wird, indem es zur Verwaltung von Energie- und Wassersystemen beiträgt. Die Studie warnt jedoch auch davor, dass das Wachstum des KIoT-Marktes mit kritischen Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Schutz der Systeme vor Cyber-Bedrohungen und des Datenschutzes einhergeht.

Einer der ersten Anbieter dieses Marktes kommt aus Brasilien: CPQD ist eine Einrichtung, die 1976 als Telebrás-Forschungszentrum zur Unterstützung der öffentlichen Politik im Bereich der Telekommunikation gegründet wurde. Heute ist sie eine privatrechtliche Stiftung, die sich auf Innovationen im Bereich der ICT konzentriert und im vergangenen September eine KIoT-Plattform namens Pailot ins Leben gerufen hat. Die Plattform richtet sich an Unternehmen, die die Digitalisierung für eine höhere betriebliche Effizienz und neue Ebenen in Richtung Industrie 4.0 nutzen wollen.

„Die Kombination von IoT und KI bringt wichtige Ressourcen mit sich, die die Konvergenz und Integration der Bereiche Informationstechnologie und Betriebstechnologie in der Industrie fördern“, sagt Rafael Pacheco, Produktmanager bei CPQD. „Mit der Pailot-Plattform werden die von der IoT-Infrastruktur in der Fertigung gesammelten Daten beispielsweise zu wertvollen Informationen sowohl für den operativen Bereich als auch für die IT-Abteilung umgewandelt. Das garantiert Intelligenz und die Möglichkeit von Anwendungen wie Anomalieerkennung, Mustererkennung, Prognose- sowie Empfehlungsmodelle und sogar Entscheidungen für autonome Eingriffe“, fügt er hinzu.

Die neue Pailot-Plattform sammelt und organisiert Daten, erstellt Geschäftsregeln und Integrationspipelines (Low Code), verwaltet Geräte, Zugang und präsentiert personalisierte Dashboards. Außerdem bietet sie Analysetools mit Funktionen für maschinelles Lernen sowie einen Data Lake, in dem Bilder, Audio und Streaming gespeichert werden können. Offene APIs für die Integration mit anderen Softwaretypen und Anwendungen sind ebenfalls verfügbar.