　Heliumは、2019年2月に発表された「Arm v8.1-M」で新たに追加されたMVE(M-Profile Vector Extention)で、要するにCortex-Mで利用できる128bitのSIMDエンジンである（図6）。従来、Cortex-Mには「CMSIS-NN」と呼ばれるフレームワークが提供されており、これはCortex-M4のDSP命令などを利用することでNNを効率的に動かそうというものであったが、Heliumでは（この時は発表されなかったが）ArmNNでの利用が可能となっている。

図6　「Helium」はInt 8/16/32とFP16/FP32に対応する（クリックで拡大）

　これを念頭に置いた上で、2020年2月に発表があった「Cortex-M55」と「Ethos-U55」を眺めると、Cortex-Aと同じ戦略をCortex-Mでも推し進めようとしていることが見えてくる。つまり、今後はHeliumを実装するCortex-Mが増えてくるので、まずはこれである程度の性能を持ったソリューションが構築可能であり、より性能が欲しい場合にはEthos-U55を組み合わせることで、アプリケーションの書き換えなしにより高い性能が得られる、というシナリオである。

　この発表に合わせてArmはエンドポイントAI（Endpoint AI）という概念を発表した（図7）。これまでIoT（モノのインターネット）におけるAI処理は、クラウドあるいはせいぜいがエッジ止まりだったのを、今後はエンドポイントにも広げたいという戦略である。

図7　「エッジAI」よりも末端側でAI処理を行うのが「エンドポイントAI」である（クリックで拡大）

　この領域は今のところまだ手付かずの、いわばブルーオーシャンであり、スマートフォン向けのレッドオーシャンとはちょっと様相が異なる。もちろんCEVAやVeriSiliconのように、MCUに向けたNPU IPを提供しているベンダーはあるし、ETA Computeのように「Cortex-M3」に独自のDSPベースNPUを搭載した製品の出荷を開始したベンダーもある。さらに言えば、このマーケットは小規模FPGAとも思いっきり競合するわけで、Lattice SemiconductorとかQuickLogicなどのソリューションともかなりぶつかる部分はあるが、スマートフォンと異なりこれから大きな伸びる可能性が高いだけに、今から手を打っておけば将来のマーケットが期待できるという側面はある。

　早くもNXPは、将来のMCU／Crossover MCU向けにEthos-U55に関してArmとパートナーシップを結ぶなど、MCUのマーケットでも一波乱ありそうな勢いである。

　気になるのは製品の投入時期である。Cortex-M55とEthos-U55の発表会で明らかにされたのは、Cortex-M55コアそのものはCortex-M33コアとほぼ同一のエリアサイズであるが、Heliumを実装するとこれが倍になるという事実だった。そして、Ethos-U55のエリアサイズは最小の32MAC構成でもCortex-M33と同じ程度というのだ。

　Ethos-U55の利用にはDSP拡張が必要なので、事実上Heliumの実装が必要になる。つまり、Cortex-M55＋Ethos-U55という構成は、現行のCortex-M33の3倍ほどのエリアサイズになるわけだ。Ethos-U55を最大構成（256MAC）にすれば10倍になるだろう。こうなると、今のCortex-M33（55～40nmプロセスで製造）と同じ製造プロセスではペイしないのは明白で、最小の32MAC構成なら28nmプロセスでなんとかなりそうだが、最大構成だと16/14/12nmあたりのFinFETプロセスを考慮しないといけないサイズになる。28nmは既に先端（主に自動車向け）MCUでは実用になっているが、まだメインストリーム向けは相対的に安い40nmプロセスあたりを使うことが多い。

　Armの言うエンドポイントAIを実現するためには、さらなる微細化が必要なわけで、このコストを正当化できるだけのアプリケーションが必要になる。いずれはMCUも28nmに移行するだろうとは広く考えられていたが、エンドポイントAIに向けたArmの戦略が、この28nmプロセスへの移行を早めることになるのかもしれない。

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