擁抱“AI戰(zhàn)略”，瑞薩電子意在邊緣

近日，瑞薩電子參展第六屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)，圍繞智能工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)和汽車電子展出多款產(chǎn)品和相關(guān)解決方案，結(jié)合近一段時(shí)間的收購(gòu)和戰(zhàn)略合作動(dòng)向，比如收購(gòu)Reality AI，與EdgeCortix建立戰(zhàn)略合作關(guān)系等，向外界傳遞出了全面擁抱“AI戰(zhàn)略”的信號(hào)。

眾所周知，在AI技術(shù)發(fā)展的歷史中，原來(lái)都是以運(yùn)算和存儲(chǔ)為中心的，對(duì)算力和存儲(chǔ)能力要求很高。那么，作為一家在邊緣側(cè)發(fā)力的全球領(lǐng)先的MCU和MPU產(chǎn)品及完整解決方案供應(yīng)商，瑞薩又將如何與AI趨勢(shì)結(jié)合呢？

帶著這個(gè)問(wèn)題，與非網(wǎng)在展會(huì)期間采訪到了瑞薩電子嵌入式處理器事業(yè)部高級(jí)經(jīng)理吳頻吉，深入探討瑞薩電子在邊緣側(cè)的AI戰(zhàn)略和落地進(jìn)程。

螞蟻雄兵，邊緣AI更具市場(chǎng)潛力

事實(shí)上，邊緣AI是一個(gè)比較新的領(lǐng)域，但根據(jù)市場(chǎng)側(cè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，到2025年，大約75%的數(shù)據(jù)將來(lái)自網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備，而非云端。所以在去中心化以及數(shù)據(jù)爆炸的雙重因素影響下，邊緣AI也是大勢(shì)所趨，可以給各個(gè)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)更多可能。根據(jù)STL Partners邊緣計(jì)算關(guān)鍵數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2030年全球邊緣計(jì)算潛在市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到4450億美元，10年復(fù)合增長(zhǎng)率為48%。

圖 | 云端和邊緣側(cè)AI將協(xié)同發(fā)展

話說(shuō)回來(lái)，雖然我們可以把很多算法或資源部署到邊緣設(shè)備上，通過(guò)算法模型在邊緣設(shè)備上進(jìn)行一些推理工作，但算法模型的訓(xùn)練還是需要云端來(lái)做的，所以通常是邊緣和云端打配合的一個(gè)狀態(tài)：云端把訓(xùn)練好的模型給邊緣設(shè)備用，邊緣設(shè)備在推理后將部分?jǐn)?shù)據(jù)反饋給云端服務(wù)器，從而反哺模型的優(yōu)化。

預(yù)測(cè)式AI，是瑞薩電子發(fā)展的方向

吳頻吉表示：“生成式AI需要的是Transformer這樣的大模型，但對(duì)于嵌入式這一塊，我們更需要預(yù)測(cè)式AI?！?/p>

怎么理解呢？在預(yù)測(cè)式AI中，傳感器負(fù)責(zé)收集外面的圖像、聲音、溫度、壓力等物理量，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的信號(hào)，而AI的主要作用是根據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)或者機(jī)器的行為進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后將其作為業(yè)務(wù)的決策參考，決定是否需要停機(jī)或報(bào)警。

吳頻吉認(rèn)為預(yù)測(cè)式AI會(huì)遍地開花，和云端AI需要非常多的GPU/TPU算力一樣，未來(lái)預(yù)測(cè)式AI也將對(duì)MCU、MPU、NPU、FPGA等主芯片需求進(jìn)一步擴(kuò)大，生成更廣的市場(chǎng)空間。

圖 | 生成式AI VS 預(yù)測(cè)式AI，圖源：瑞薩電子

工控領(lǐng)域，需要一顆帶AI功能的低功耗MCU

說(shuō)到邊緣AI，其實(shí)還可以進(jìn)一步細(xì)分為網(wǎng)關(guān)類的邊緣AI，以及真正的端側(cè)AI，對(duì)于網(wǎng)關(guān)類的通常需要用到MPU，而終端側(cè)的除了MPU外，MCU也可成為另一種選擇，而這種需求在工業(yè)領(lǐng)域還相當(dāng)普遍。

吳頻吉告訴與非網(wǎng)：“瑞薩電子在高端產(chǎn)品上，主要針對(duì)的是工業(yè)類的客戶，他們對(duì)可靠性、安全性的要求比較高，最好是有片內(nèi)存儲(chǔ)，而不是外掛Flash，減少系統(tǒng)的器件數(shù)量保證更高的可靠性；同時(shí)隨著AI技術(shù)的發(fā)展，確實(shí)工業(yè)場(chǎng)景中也需要大量的AI，它們對(duì)算力的要求并不高，大都處理的是非視覺(jué)類傳感器采集的信息，但對(duì)實(shí)時(shí)性和功耗方面要求會(huì)很高。所以這些客戶想要的是功耗控制在MCU層面，不會(huì)跳到W級(jí)的，帶一定AI算力的，性能可以追平MPU 但不用上Linux的MCU?！?/p>

對(duì)此，瑞薩電子推出業(yè)界首款基于Arm^? Cortex^?-M85處理器的MCU——RA8系列，性能達(dá)到6.39 CoreMark/MHz。

據(jù)悉，RA8系列MCU部署了Arm Helium?技術(shù)，即Arm的M型向量擴(kuò)展單元。相比基于Arm Cortex-M7處理器的MCU，該技術(shù)可將實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）的性能提高4倍。在某些場(chǎng)景下，使用者可以省去DSP的開銷。

圖 | 瑞薩電子發(fā)布業(yè)界首款搭載ARM CORTEX-M85內(nèi)核的MCU

除了可圈可點(diǎn)的性能外，RA8系列MCU還實(shí)現(xiàn)了優(yōu)秀的安全性。Cortex-M85內(nèi)核包含Arm TrustZone^?技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器、外設(shè)和代碼的隔離與安全/非安全分區(qū)。RA8系列MCU引入了最先進(jìn)的瑞薩安全I(xiàn)P（RSIP-E51A），提供前沿加密加速器并支持真正的安全啟動(dòng)。其它高階安全功能還包括：用于強(qiáng)大硬件信任根（Root-of-Trust）的不可變存儲(chǔ)、具有即時(shí)解密（DOTF）功能的八線OSPI、安全認(rèn)證調(diào)試、安全工廠編程和篡改保護(hù)。通過(guò)與Arm TrustZone配合使用，可實(shí)現(xiàn)全面、完全集成的安全元件功能。Armv8.1-M架構(gòu)引入了指針驗(yàn)證和分支目標(biāo)識(shí)別（PACBTI）安全擴(kuò)展，可緩解針對(duì)內(nèi)存安全違規(guī)和內(nèi)存損壞的軟件攻擊。RA8系列還在進(jìn)行PSA認(rèn)證2級(jí) + 安全元件（SE）、NIST CAVP和FIPS 140-3認(rèn)證。

雖然RA8已經(jīng)這么優(yōu)秀了，但功耗方面的表現(xiàn)還是非常不俗。它集成了新的低功耗特性和多種低功耗模式，在實(shí)現(xiàn)業(yè)界卓越性能的同時(shí)增強(qiáng)了能效。低功耗模式、雙獨(dú)立電源域、較低的電壓范圍、快速喚醒時(shí)間，以及較低典型工作與待機(jī)電流的組合降低了系統(tǒng)總體功耗，使客戶能夠滿足系統(tǒng)要求。新的Arm Cortex-M85內(nèi)核還能以更低的功耗執(zhí)行各種DSP/ML任務(wù)。

寫在最后

根據(jù)瑞薩方面的消息，RA8系列首批產(chǎn)品——RA8M1產(chǎn)品群已經(jīng)開始批量出貨，主要面向工業(yè)自動(dòng)化、家電、智能家居、消費(fèi)電子、樓宇/家庭自動(dòng)化、醫(yī)療和AI領(lǐng)域的各種計(jì)算密集型應(yīng)用場(chǎng)景，如指紋掃描儀、恒溫器、PLC、智能電表和家庭集線器等。

圖 | RA8系列首批產(chǎn)品——RA8M1配置介紹