Arm宣布推出Armv8.1-M 架構(gòu)與M-Profile Vector Extension (MVE)向量擴(kuò)充方案的Arm Helium技術(shù)，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)者軟體開(kāi)發(fā)流程，並顯著提升未來(lái)基於Cortex-M處理器裝置的機(jī)器學(xué)習(xí)與訊號(hào)處理效能。

邁向一兆臺(tái)連網(wǎng)裝置世界的腳步持續(xù)加快，但在此之前，我們必須找到讓數(shù)量可觀但功能受限的裝置，能有效擴(kuò)充運(yùn)算能力，並在距離網(wǎng)路最遠(yuǎn)的終端處運(yùn)作。一旦提高這些裝置的運(yùn)算能力，將立即為開(kāi)發(fā)者開(kāi)啟龐大的機(jī)會(huì)，能直接針對(duì)這些裝置撰寫(xiě)機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)程式，且在本機(jī)端就能自主制定決策。這不僅提高資料安全性，還能降低連網(wǎng)的耗電、延遲、以及頻寬使用量。

為此Arm推出Arm Helium技術(shù)，藉由針對(duì)Arm Cortex-M系列處理器打造的M-Profile Vector Extension (MVE)向量擴(kuò)充方案，讓在Arm TrustZone安全基礎(chǔ)上運(yùn)行的Armv8.1-M架構(gòu)能夠提高運(yùn)算效能。Helium技術(shù)將為未來(lái)Arm Cortex-M處理器提供達(dá)15倍的機(jī)器學(xué)習(xí)效能以及提升5倍的訊號(hào)處理效能，讓我們夥伴廠(chǎng)商得以發(fā)掘眾多新市場(chǎng)商機(jī)，這些市場(chǎng)以往因效能方面的阻礙，使得低成本節(jié)能型元件的用途受到極大限制。

先進(jìn)的數(shù)位訊號(hào)處理(DSP)現(xiàn)已透過(guò)Arm Neon技術(shù)擴(kuò)展至更多Cortex-A架構(gòu)元件。針對(duì)功能受限的應(yīng)用，Arm亦在旗下較高效能的Cortex-M處理器(包括Cortex-M4、Cortex-M7、Cortex-M33以及Cortex-M35P)加入DSP擴(kuò)充方案。兩種技術(shù)都可用來(lái)加速特定應(yīng)用的機(jī)器學(xué)習(xí)運(yùn)算。

針對(duì)功能受到最多限制的嵌入式系統(tǒng)，能源效率是最優(yōu)先考量的因素，其採(cǎi)用的解決方案以往都是用一顆Cortex處理器搭配SoC晶片內(nèi)的DSP處理器，然而這種作法也增加硬體與軟體設(shè)計(jì)的複雜度。由於我們希望在這些裝置上納入更多機(jī)器學(xué)習(xí)功能，使得現(xiàn)有的SoC開(kāi)發(fā)難題變得更加艱鉅，因而需要更高深的專(zhuān)業(yè)技術(shù)才能運(yùn)用不同的工具鏈、撰寫(xiě)程式、除錯(cuò)、以及運(yùn)作於各種複雜的專(zhuān)利式安全解決方案。

Armv8.1-M 與Helium的組合能克服上述這些難題，不僅帶來(lái)即時(shí)控制程式碼、機(jī)器學(xué)習(xí)與DSP執(zhí)行能力，而且效率絲毫不減。這讓數(shù)百萬(wàn)軟體開(kāi)發(fā)者得以運(yùn)行各種DSP功能，安全無(wú)虞地?cái)U(kuò)展各種智慧程式到種類(lèi)更廣泛的裝置，強(qiáng)化對(duì)三種關(guān)鍵類(lèi)別新興應(yīng)用的支援：震動(dòng)與動(dòng)態(tài)、語(yǔ)音與聲音、以及視覺(jué)與影像處理。這些新一代基於搭載Helium技術(shù)的Cortex-M架構(gòu)SoC將改進(jìn)未來(lái)各種裝置的使用者經(jīng)驗(yàn)，包括感測(cè)器中樞設(shè)備(sensor hub)、穿戴裝置、音效裝置、工業(yè)應(yīng)用等。

此外，Helium統(tǒng)一的工具鏈、函式庫(kù)、以及模型等資源將讓軟體開(kāi)發(fā)流程更為簡(jiǎn)化。Helium工具鏈包含Arm Development Studio，附有 Arm Keil MDK套件、Arm Models 模型(開(kāi)發(fā)者能立即用在程式碼建模)、以及各種軟體函式庫(kù)，包括CMSIS-DSP 以及CMSIS-NN在內(nèi)，讓開(kāi)發(fā)者能依據(jù)自己需求挑選適合方案。另外在訊號(hào)處理應(yīng)用方面，我們讓流程更為簡(jiǎn)化，除了省去對(duì)專(zhuān)屬DSP或功能加速器的需求，還消除另外一層設(shè)計(jì)複雜度。

Helium將Arm Project Trillium計(jì)畫(huà)的價(jià)值帶到各種機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用，讓框架與函式庫(kù)的支援能力向下延伸到硬體層面。由於SoC開(kāi)發(fā)者必須在不同效能、面積、功耗、以及成本等方面的限制下開(kāi)發(fā)適合的方案，因此沒(méi)有單一產(chǎn)品能滿(mǎn)足所有應(yīng)用的需求。