IoTがArmの主要な成長エンジンになるという確信は、オーナーであるソフトバンクグループの予想ほどには実現しなかったが、この英国のチップ設計会社は、開発を大幅に加速させることを目的とした一連の新製品でIoT開発者を引きつけ続けるために、今もできる限りのことを行っている。
火曜日、Arm は IoT プログラム向け Arm トータル ソリューションの初の大規模な拡張を発表しました。この拡張は、チップ設計者の推測作業を排除する統合済みサブシステム設計、物理的なシリコンを必要とせずに Arm ベースのデバイスをテストするための Arm 仮想ハードウェア クラウド サービス、および開発者が複数のデバイスで再利用できる複数のソフトウェア コンポーネントで構成されています。
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この拡張には新しい Cortex-M85 の公開も伴っており、Arm によれば、これはマイクロコントローラ ユニットを搭載した IoT デバイス向けのこれまでで最速の Cortex-M CPU コア ブループリントだという。
ArmのIoTおよび組み込み担当副社長、モハメド・アワド氏はThe Registerに対し、より高性能な新製品をより早く生み出すというプレッシャーが高まっている開発者やデバイスメーカーからのフィードバックに基づいて、ArmはIoTプログラムの拡張を考案したと語った。
「彼らは、より高いパフォーマンス、市場投入までの時間の短縮、セキュリティの強化、開発の簡素化、そしてより安全な処理に対する、ますます高まる需要に直面しています。そして、それが彼らが規模を拡大し続ける唯一の方法なのです」と彼は述べた。
また、ArmはIoT開発者がRISC-Vに移行するのを阻止するためにできる限りのことを行っているとも考えたい。RISC-Vは、2020年にNvidiaによるArm買収計画が発表されて以降、注目を集めるようになったオープンソースの命令セットアーキテクチャである。Armはまた、今年中に株式公開を行う可能性も示唆している。
音声認識、クラウドネイティブエッジデバイス向けの新しいサブシステム
IoT プログラム向け Arm トータル ソリューションの重要な部分は Corstone です。これは、Arm の CPU コア ブループリントと、同社がさまざまな種類のアプリケーションに最適だと考えるその他の重要なビルディング ブロックを組み合わせた、事前に統合されたサブシステム設計のコレクションです。
こうした他の種類のビルディング ブロックには、電源制御、システム制御、システム周辺機器、相互接続のコンポーネント設計のほか、セキュア デバッグ、セキュア エンクレーブ、同社の TrustZone 保護コントローラなどのセキュリティ重視のものも含まれます。
Arm はさまざまなアプリケーションでどのコンポーネントがうまく連携するかを知っているため、他の企業のチップ設計者が貴重な時間を無駄にしてその理解を深めなくても済むように、事前に統合しておけばよいのではないか、というのがその考え方です。
アワド氏は、開発者が独自の調整を加えることは今後も可能だと約束しており、これまでのところ、このチップ設計方法により、コルストーン氏が3年前に事業を開始して以来、企業は200以上の設計をテープアウトしてきた。
「完全なソリューションに必要な要素をすべて提供しつつ、開発者が創造性を発揮して差別化を図れるだけの自由と柔軟性を維持するという重要なバランスをとるために、私たちは本当に一生懸命取り組んでいる、と言うことが重要です」と同氏は語った。
Arm は昨年 10 月にキーワード認識アプリケーション向けの Corstone-300 設計を発表しましたが、同社は本日、より高いパフォーマンスが求められるデバイス向けに音声認識アプリケーション向けの Corstone-310 とクラウドネイティブ エッジ デバイス向けの Corstone-1000 という 2 つの新しい設計を追加してこれを拡張しました。
Corstone-310 は音声認識に重点を置いており、スマート スピーカーやサーモスタットからドローンや工場ロボットに至るまで、MCU 搭載デバイスに最適です。
Corstone-310の設計は、Armの新しいMCUクラスのCortex-M85コアを採用しており、同社はCortex-M55と比較して、スカラー性能と機械学習性能の両方が大幅に向上していると自負しています。Cortex-M7と比較すると、その性能差はさらに大きくなります。
「私はこれをMクラス製品ラインの王様と呼びたい。Cortex-Mは、Cortex-Aで慣れ親しんだパフォーマンスにさらに近づきつつ、MCUの利便性、決定性、低消費電力を実現している」と氏は述べた。
Cortex-M85は、ArmのHeliumテクノロジーを採用し、機械学習とデジタル信号処理のワークロードを強化します。また、Arm TrustZoneテクノロジーによるセキュリティ強化に加え、ポインタ認証と分岐ターゲット識別と呼ばれる新しいアーキテクチャ機能を搭載しており、開発者がチップのPSAレベル2認証を取得するのに役立ちます。
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Cortex-M85 に加えて、Corstone-310 はオプションとして Arm の Ethos-U55 NPU ブループリントもサポートしており、これにより同社の最高性能の MCU ベースのサブシステム設計が実現します。
一方、Corstone-1000サブシステム設計は、より高いレベルのパフォーマンスを必要とし、Linuxなどのオペレーティングシステムで動作する必要があるデバイス向けに設計されています。これには、POSシステム、エッジゲートウェイ、ハイエンドのスマートカメラなどが含まれます。
そのため、Corstone-1000はCortex-Mコアと、A32からA53までをカバーするより高性能なCortex-Aコアの両方を採用しています。サブシステム設計にはセキュアエンクレーブも搭載されており、機密情報の処理にPSA認証を取得できます。
Corstone-1000は、ArmのSystemReady認証プログラムの一部であり、サブシステム設計を採用したチップが「問題なく動作」するように、一連のハードウェアおよびファームウェア標準に準拠していることを保証します。また、Cortex-Aベースのプロセッサで動作するデバイスのクラウドネイティブソフトウェアエクスペリエンスを簡素化することを目指すArmのProject Cassiniもサポートしています。
Arm仮想ハードウェアがより多くのハードウェアに拡張
Arm が IoT 開発を加速しようとしているもう 1 つの重要な方法は、Arm Virtual Hardware です。これは、Amazon Web Services で利用できるサービスで、物理的なシリコンを手元に用意しなくてもプロセッサ用のソフトウェアを開発できます。
注目すべき点は、クラウドサービスが拡張され、2つの新しいCorstoneサブシステム設計と、M0からM33までの7つのCortex-Mコアをサポートするようになったことです。Award氏によると、これにより開発者はCortex-M設計で動作するデバイス向けの新しいソフトウェアをテストすることがはるかに容易になります。
「Arm Virtual Hardwareは、最も人気のあるCortex MCU 7機種のサポートを追加することで、当社のエコシステムが既に導入している800億台のデバイスを即座にサポートできるようになります。ソフトウェア開発者は、膨大な数のハードウェアを扱うことなく、これらのデバイスすべてにわたってソフトウェアの開発、テスト、検証をすぐに開始できます」と彼は述べた。
このサービスは、NXPセミコンダクターズ、STマイクロエレクトロニクス、Raspberry Piメーカーなどのパートナー企業のArmベースのハードウェアもサポートするようになりました。これにより、開発者のIoTソフトウェアテストの範囲がさらに多くのデバイスに拡大されると、Awad氏は付け加えました。
「クラウドのスケールを活用でき、ハードウェアファームを構築する必要がないため、継続的インテグレーションや合理化されたML DevOps、簡素化されたセキュリティなど、最新の開発フローのメリットをすべて活用できる」と同氏は述べた。
もう1つの新しい開発成果は、Arm仮想ハードウェアが既存の開発ツールや環境と統合できることです。これには、Arm独自のKeil MCU開発キット、GitHubのコードリポジトリ、Edge ImpulseなどのML DevOpsツールが含まれます。
IoT プログラムの最新の大きなアップデートは、Arm がさまざまなデバイスにわたって「一貫した標準セット」を作成する取り組みを拡大し、開発者がさまざまなソフトウェア コンポーネントを、毎回書き直す必要のない標準的なものに対して簡単に再利用できるようにすることです。
Armは、Open IoT SDKフレームワークの初リリースでこれを実現しています。このフレームワークには、Cortex-Mベースのデバイス向けの標準化されたインターフェースと相互運用性技術を備えた、コミュニティ主導のOpen-CMSISパックが含まれています。また、音声認識やキーワード認識といったIoTアプリケーション向けのソフトウェアも含まれています。
「アクセス方法を定義することで、開発者にとってこれまでは不可能だったレベルのソフトウェアの再利用と活用が可能になります」とアワド氏は語った。®
