Arm Cortex-M52 출시로 NPU 없이 엔드포인트 온디바이스 머신러닝 제공한다

Arm이 엔드포인트 디바이스 전용 제품인 Arm Cortex-M52를 발표했다. 초소형 기기에서 초저전력으로 머신러닝(ML)과 디지털 신호 처리(DSP), 즉 인공지능 추론을 할 수 있는 것이 특징이다.

M52의 출시로 인해 Arm은 가벼운 머신 러닝 처리(M52)부터 사물 인식과 제스처 인식 등이 가능한 ML 제품 M85와 M55, 음성인식과 실시간 인식 등이 가능한 고급 제품군인 Cortex-M 전용 NPU(Arm Ethos-U55)를 통해 엣지 디바이스에서의 머신러닝 라인업 전체를 지원하게 되었다.

M52는 초저전력 제품이지만 M85나 M55와 같은 헬리움 설계를 사용한다. ML과 DSP 추론을 강화한 벡터 익스텐션 제품이다.

주요 기능은 진동 감지(Vibration detection), 센서 퓨전(Sensor fusion), 키워드 감지(Keyword detection), 이상 탐지(Anomaly detection) 등이다.

성능은 Cortex-M33 대비 최대 6배 수준의 ML 추론 성능 미 스칼라 퍼포먼스 성능 향상이며, 클라우드 의존성을 낮춰 온디바이스로 구동되므로 사이버 보안 위협에 대응할 수 있다.

같은 헬리움 기반 제품인 M55와 비교하면 약 23% 적은 면적으로 구현할 수 있다.

헬리움 설계의 특징

Arm 헬리움(Hellium) 기술의 특징은 전용 NPU 없이도 엔드포인트에서 컴퓨팅 집약적인 ML 추론 알고리즘을 배포할 수 있다는 것이다. 따라서 기존에 사용하던 Cortex-M33과 Cortex-M4에서 마이그레이션하는 것이 주요 목적인 제품이 될 것이며, 이를 위한 간소한 마이그레이션을 지원한다. 마이그레이션 이후에는 6배 이상의 성능 향상을 체감할 수 있다. 특히 오토모티브 및 산업 제어, 예측 정비, 웨어러블 센서 융합 등 여러 AIoT 애플리케이션을 처리할 수 있다.

저전력 제품에 특화, 호환성에도 강점 있어

M52 제품은 헬리움 제품군(Armv8.1-M Cortex-M 라인업(Cortex-M55 및 Cortex-M85 포함) 내 가장 낮은 면적과 전력을 구현해 성능과 비용 사이에서 고민하는 업체에게 선택권을 제공한다.

구형 제품과 비교하자면, 과거의 제품으로 M52와 같은 성능을 내려면 CPU, DSP, NPU를 조합해 사용해야 했으므로, 개발자는 3개의 툴체인과 컴파일러, 디버거 등을 사용해 코드를 작성해야 했다. 현재는 헬리움 기술을 통해 Arm Cortex-M 포트폴리오 전체에서 단일 툴체인과 아키텍처에서 AI를 구현할 수 있다. 특히 Cortex-M52는 M55나 M85와 소프트웨어 완벽 호환이 가능해 하드웨어뿐 아니라 소프트웨어, 툴, 생태계, 라이브러리 등을 함께 사용할 수 있다.