普及価格のデバイスにもAIを、Armの新たなプロセッサIP：組み込み開発ニュース

[松本貴志，MONOist]

　アームは2019年12月6日、東京都内で記者説明会を開き、メインストリーム向けプロセッサIP（Intellectual Property）の最新動向を解説した。機械学習や美麗なグラフィックスによる高品位なユーザー体験の提供を、普及価格帯のモバイルデバイスや民生機器にも拡大するという。

Armが2019年10月に発表したIP（クリックで拡大） 出典：アーム

　同社は同年10月、NPU（機械学習専用プロセッサ）向けIP「Ethos-N57」および「Ethos-N37」、GPU向けIP「Mali-G57」、そしてDPU（ディスプレイプロセッサ）向けIP「Mali-D37」を発表している。これらIPは、同社CPUコアIP「Cortex-A77」や「Cortex-A55」などと組み合わせ、次世代のメインストリームやエントリー価格帯スマートフォンやテレビ、ホームハブ、カメラなどに向ける。

　以前よりハイエンドデバイス向けの「Ethos-N77」を加えて、同社のNPUラインアップは3種類に拡大した。Ethos-N77の演算性能は最大4TOPS（1GHz動作時）を発揮し、最大5TOPS/Wの電力効率を実現した。新たに登場したEthos-N57は最大2TOPS（同）、Ethos-N37は最大1TOPS（同）を発揮。特に、Ethos-N37は1mm²未満で実装でき、最小面積（Arm）の推論プロセッサであるという。

ArmのNPUラインアップ（クリックで拡大） 出典：アーム

英Armのイアン・スマイス氏

　英Armでマーケティングプログラム担当バイスプレジデントを務めるイアン・スマイス氏は「Ethos-N37は小さなダイサイズと低消費電力、限られたメモリ帯域で動作するように設計している」と語り、性能と電力効率のバランスに優れるEthos-N57は「複数のアプリケーションが並行して動いているユースケースに向く」と説明した。

　どのIPも基本的なアーキテクチャは共通で、INT8（8ビット整数）とINT16の演算精度に最適化している。畳み込み演算を高速に処理するアルゴリズム「Winograd」やスパース化に対応し、CNN（畳み込みニューラルネットワーク）やRNN（リカレントニューラルネットワーク）などの推論を高速に処理できる。超解像や物体検出、画像分類、音声翻訳などのアプリケーションを、低消費電力および省ダイサイズなチップで実現するという。

　Mali-G57は、メインストリーム向けGPUとして初めてValhallアーキテクチャを採用したIPとなる。前世代の「Mali-G52」と比較して、同一チップ面積当たり30％のゲーミング性能、60％の機械学習処理性能向上を果たした。これには、実行ユニットの構成など前世代からマイクロアーキテクチャに大きく手を加えたことが貢献したとする。命令セットもシンプルかつコンパイラフレンドリーなものとなったとし、クロノスグループが開発する3DCG用API「Vulkan」にも新たに対応した。

Mali-G57の概要（クリックで拡大） 出典：アーム

　Mali-D37は高度なグラフィックス性能までは必要ないが、組み込みなどディスプレイコントローラーを求めるニーズに対応したIPとなる。フルHDや2Kといった解像度をサポートし、16nmプロセスを採用したチップは1mm²未満で実装できるという。GPUでディスプレイ出力処理と関連メモリマネジメント処理を行った場合と比較して、システム消費電力を30％削減できる。

Mali-D37の概要（クリックで拡大） 出典：アーム