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Arm, 업계 최초 Cortex-M 전용 microNPU 출시 … 최신 Cortex-M 프로세서와 결합 시 ML 성능 최대 480배 향상

• 새로운 IP 통해 수십억 개 디바이스에 모두 AI 탑재 가능할 것 … 차세대 소형 저전력 디바이스에 향상된 온디바이스 ML 프로세싱 제공

• 개발자에게 생산성을 위한 최적화된 소프트웨어 개발 흐름 … 새로운 프로세서들의 다양한 조합에서 ML 성능 극대화

영국 반도체 설계(IP) 기업인 Arm이 인공지능(AI) 플랫폼을 강화할 새로운 솔루션으로 Arm Cortex-M55 프로세서, 그리고 Arm Ethos-U55 NPU를 공개했다. Arm Ethos-U55 NPU는 업계최초의 Cortex-M 전용 microNPU로, 마이크로컨트롤러의 ML 성능을 480배 향상시킬 수 있도록 설계됐다. 새로운 IP와 이를 지원하는 통합 툴체인(toolchain)은 제한적인 전력으로 가동되는 수십억 개의 소형 IoT 및 임베디드 디바이스에 전례 없는 수준의 온디바이스 ML 처리 성능을 제공함으로써, AI 하드웨어 및 소프트웨어 개발자들이 혁신을 이룰 수 있는 길을 넓혔다.

Arm의 오토모티브 및 IoT 사업부의 수석 부사장 겸 총괄 매니저인 딥티 바차니(Dipti Vachani)는 “AI가 모든 곳에 사용되기 위해서는 디바이스 제조사 및 개발자들이 수십 억 개, 궁극적으로는 수조개에 달하는 디바이스에 머신러닝을 로컬 방식으로 제공해야 한다”며, “AI 플랫폼을 강화하는 Arm의 새로운 솔루션들은 초소형 장치의 온디바이스 ML을 새로운 표준으로 만들어 모든 디바이스에 머신러닝이 가능하도록 할 것이다. 이를 통해, 삶을 변화시키는 광범위한 애플리케이션에서 AI의 잠재력이 안전하게 발휘될 수 있을 것”이라고 말했다.

IoT가 AI 발전 및 5G 출시와 맞물림에 따라, 온디바이스 인텔리전스의 증가는 곧 더 작고 저비용의 디바이스들이 더 스마트해지고 향상된 성능을 갖출 수 있게 됐다는 것을 의미하며, 동시에 클라우드나 인터넷에 대한 의존도가 낮아지면서 향상된 개인 정보 보호 및 안정성을 얻을 수 있다는 것을 의미한다. Arm은 처음부터 안전하게 설계된 인텔리전스를 마이크로컨트롤러에 탑재함으로써, 디바이스의 디지털 신호 처리(DSP)와 ML 기능을 효율적으로 향상시키고자 하는 제품 제조업체들이 실리콘 및 개발 비용을 절감하고 시장 출시를 앞당길 수 있도록 한다.

Arm Cortex-M55: Arm 최고의 AI용 Cortex-M 프로세서

Cortex-M 프로세서는 많은 개발자들이 선택하는 컴퓨팅 플랫폼이 되었다. Arm 파트너들이 출하한 500 억 개 이상의 Cortex-M 기반 칩은 고객들의 광범위한 애플리케이션에 활용되고 있다. Cortex-M55의 출시로, Arm은 가장 AI 친화적인 Cortex-M 프로세서를 제공할 수 있게 되었다. 더불어, Cortex-M55는 최초로 Armv8.1-M 아키택처를 기반으로 하며, 상당히 개선된 전력 효율의 디지털 신호 처리 기술(DSP) 및 ML 성능을 제공하는 Arm 헬륨 벡터 프로세싱 기술을 갖췄다. Cortex-M55은 이전 Cortex-M 세대에 비해 ML 성능을 15배 향상시킬 뿐만 아니라 DSP 성능을 5배 끌어올리며 높은 효율성을 제공한다.

또한, Arm 커스텀 인스트럭션(Arm Custom Instructions)은 Cortex-M 프로세서의 새로운 특정 워크로드 최적화를 위해 프로세서 기능을 확장하는데 사용될 수 있다.

Ethos-U55: Cortex-M을 위한 Arm 최초의 microNPU

훨씬 더 높은 성능을 요구하는 ML 시스템의 경우에는 Cortex-M55를 Arm 최초의 microNPU 인 Ethos-U55에 원활하게 페어링 할 수 있어, 기존 Cortex-M 프로세서에 비해 ML 성능을 480배 향상시킬 수 있다. Ethos-U55는 유연하게 변경이 가능하며 면적이 좁은 임베디드 및 IoT 디바이스에서 ML 추론을 가속화할 수 있도록 특별히 설계되었다. Ethos-U55의 최첨단 압축 기술은 소모 전력을 줄이고 ML 모델의 크기를 상당히 감소시켜 기존에는 대규모 시스템에서만 가능했던 신경망을 활성화할 수 있도록 한다.

간편한 소프트웨어로 모든 개발자들에게 안전한 AI 제공

Arm은 개발자 경험이 AI 혁명 실현의 핵심이라는 것에 공감한다. 따라서, 업계 선두의 Arm Cortex-M 소프트웨어 툴체인은 Cortex-M55와 Ethos-U55에도 완벽하게 지원된다. 이는 기존의 DSP 및 ML 워크로드에 일관성 있는 개발 흐름을 보장한다. 한편, TensorFlow Lite Micro를 시작으로 진행되는 선도적인 머신 러닝 프레임워크에 대한 특별한 통합 및 최적화는 개발자들에게 매끄러운 경험을 보장하며 어떠한 Cortex-M과 Ethos-U55의 구성에서도 최상의 성능을 얻을 수 있도록 한다.

Arm은 보안을 절대 나중에 생각해서는 안되며 IoT의 확장에 매우 중요한 부분이라고 강조한다. 가장 안전한 설계를 보장하고 Arm의PSA (Platform Security Architecture)인증 제품으로 원활하게 나아갈 수 있도록 하기 위해, 해당 프로세서 및 관련 Corstone 레퍼런스 디자인은 Arm의 TrustZone과 함께 적용돼 완전한 SoC에 보안을 더욱 쉽게 통합시킨다.

생태계 강화

새로운 Cortex-M CPU와 Ethos microNPU는 Arm이 반도체 설계자들과 디바이스 제조사들에게 아주 작은 엔드포인트에서도 Arm 아키텍처를 기반으로 혁신을 이룰 수 있는 민첩성을 제공함으로써 새로운 IoT 창조성 및 혁신의 물결을 일으킬 수 있도록 하기위해 많은 노력을 기울였다는 것을 보여준다. 해당 기술은 아마존(Amazon), 알리프 세미콘덕터(Alif Semiconductor), 베스테크닉(Bestechnic), 싸이프레스(Cypress), 돌비(Dolby), 구글(Google), NXP, 삼성, ST마이크로일렉트로닉스(STMircoelectronics) 등 많은 생태계 파트너들로부터 산업 전반에 걸친 전폭적인 지지를 받고 있다.

Arm의 솔루션이 어떻게 수억 개 이상의 디바이스에 AI를 제공할 수 있을지에 대한 보다 자세한 내용은 Arm 오토모티브 및 IoT 사업부의 수석 부사장 겸 총괄 매니저인 딥티 바차니(Dipti Vachani)의 블로그 글을 통해 알아볼 수 있다.

Arm 소개
Arm 기술은 컴퓨팅의 미래를 정의하고 있다. Arm의 에너지 효율적인 프로세서 설계 및 소프트웨어 플랫폼은 2,300억 개 이상의 칩에 첨단 컴퓨팅을 지원하고 있으며, Arm의 기술은 센서에서부터 스마트폰, 슈퍼컴퓨터에 이르는 다양한 제품들을 안전하게 구동 시키고 있다. Arm은 1,000개 이상의 기술 파트너와 함께 AI가 어디에서나 작동할 수 있도록 지원하고 있으며, 사이버 보안 분야에서는 칩에서 클라우드에 이르기까지 디지털 세계에 대한 신뢰의 기반을 제공하고 있다.