從智能手機(jī)到工業(yè)邊緣計(jì)算機(jī),ARM?架構(gòu)為全球數(shù)十億臺(tái)設(shè)備提供動(dòng)力。ARM?以其效率優(yōu)先的設(shè)計(jì)和靈活的許可模式而聞名,已迅速從移動(dòng)處理器擴(kuò)展到人工智能邊緣計(jì)算、工業(yè)控制器,甚至數(shù)據(jù)中心。
本文我們將深入探討ARM?架構(gòu)的真正含義、其核心特性、與NVIDIAJetson?等平臺(tái)的差異,以及與傳統(tǒng)x86系統(tǒng)的比較。
什么是ARM架構(gòu)?
ARM(AdvancedRISCMachine)是一種基于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算(RISC)原理的CPU架構(gòu),強(qiáng)調(diào)簡(jiǎn)單性、能效和速度。ARM內(nèi)核處理更簡(jiǎn)單、更精簡(jiǎn)的命令,而不是像x86處理器那樣執(zhí)行復(fù)雜的指令,這些命令更容易、更快地處理。
主要特征:
基于RISC:執(zhí)行更少的指令,更高效。
基于許可證的模式:ARM?Holdings將架構(gòu)許可給高通、蘋果和聯(lián)發(fā)科等制造商。
存在于嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、移動(dòng)處理器中,并且越來越多地存在于人工智能邊緣設(shè)備和服務(wù)器中。
ARM的崛起得益于對(duì)無風(fēng)扇、低功耗和低成本計(jì)算的需求,尤其是在邊緣計(jì)算領(lǐng)域。
ARM架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)和特點(diǎn)
是什么讓ARM架構(gòu)在各個(gè)行業(yè)如此受歡迎?
電源效率
ARM芯片針對(duì)最小功耗進(jìn)行了優(yōu)化,非常適合熱約束或電池運(yùn)行常見的邊緣計(jì)算
可擴(kuò)展設(shè)計(jì)
從超輕微控制器到服務(wù)器級(jí)多核CPU,ARM提供了跨性能層的靈活性。
ARM?TrustZone?
一種基于硬件的安全功能,可實(shí)現(xiàn)安全啟動(dòng)和執(zhí)行,這對(duì)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)系統(tǒng)至關(guān)重要
異構(gòu)計(jì)算
在單個(gè)芯片上結(jié)合高性能和低功耗內(nèi)核,實(shí)現(xiàn)智能任務(wù)管理和節(jié)能。
片上集成系統(tǒng)(SoC)設(shè)計(jì)
大多數(shù)基于ARM的系統(tǒng)將CPU、GPU、內(nèi)存和連接集成在一個(gè)緊湊的單芯片中,非常適合空間受限的工業(yè)設(shè)備。
基于ARM的計(jì)算機(jī)與NVIDIAJetsonOrin模塊
許多人認(rèn)為所有ARM系統(tǒng)都是相似的,但Jetson模塊是為完全不同類別的邊緣工作負(fù)載構(gòu)建的。為了證明這種差異,讓我們將基于ARM的通用處理器(如RockchipRK3568J)與以AI為中心的平臺(tái)(如NVIDIAJetsonOrin)進(jìn)行比較。
基于ARM的RockchipRK3568JNVIDIAJetsonOrin
基于ARM的RockchipRK3568J | NVIDIAJetsonOrin | |
用途 | 嵌入式控制、工業(yè)自動(dòng)化、HMI系統(tǒng) | AI/ML推理、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)視覺 |
核心 | 四核ARM? Cortex?-A55 | ARM?Cortex?-A78AE+NVIDIA?AmpereGPU |
加速性能 | 集成NPU(0.8TOPS),可選VPU | 高性能GPU+Tensor內(nèi)核(高達(dá)275TOPS |
軟件棧 | JetPackSDK、CUDA、TensorRT、DeepStream | |
用例 | 智能信息亭、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、經(jīng)濟(jì)高效的邊緣人工智能 | 自主系統(tǒng)、人工智能檢測(cè)、AGV/AMR |
簡(jiǎn)而言之:雖然這兩個(gè)平臺(tái)都是基于ARM的,但由于其集成的NPU,RK3568J針對(duì)具有適度人工智能能力的高效邊緣計(jì)算進(jìn)行了優(yōu)化。另一方面,JetsonOrin模塊提供GPU加速的并行處理,專為復(fù)雜的實(shí)時(shí)推理任務(wù)而構(gòu)建。
ARM與x86架構(gòu):有什么區(qū)別?
隨著ARM擴(kuò)展到邊緣計(jì)算甚至企業(yè)服務(wù)器,ARM與x86的爭(zhēng)論變得更加重要。
ARM | x86 | |
架構(gòu)類型 | RISC | CISC(復(fù)雜指令集) |
性能 | 針對(duì)特定任務(wù)進(jìn)行了優(yōu)化 | 更高的通用性能 |
電源效率 | 低 | 高 |
成本和尺寸 | 更小,集成SoC | 通常占地面積更大 |
軟件兼容性 | 不斷增長的Linux生態(tài)系統(tǒng) | 成熟的Windows/Linux支持 |
在工業(yè)應(yīng)用中,ARM是去中心化、以邊緣為中心的部署的理想選擇,而x86在高性能集中式系統(tǒng)中仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。
為什么ARM在工業(yè)計(jì)算中很重要
隨著工業(yè)系統(tǒng)變得更加分散、互聯(lián)和智能,對(duì)節(jié)能、緊湊和特定應(yīng)用的計(jì)算的需求比以往任何時(shí)候都更大?;贏RM的處理器,如RockchipRK3568J,通過為實(shí)時(shí)、以邊緣為中心的工作負(fù)載提供適量的計(jì)算和AI加速,實(shí)現(xiàn)了這一轉(zhuǎn)變。
與耗電量大的x86系統(tǒng)或GPU密集型平臺(tái)不同,ARM解決方案提供了性能、低熱量產(chǎn)生和集成靈活性的平衡,使其成為以下應(yīng)用的理想選擇:
智能信息亭和HMI面板
工業(yè)網(wǎng)關(guān)和邊緣控制器
具有輕量級(jí)AI處理的半自主系統(tǒng)
與此同時(shí),對(duì)于機(jī)器人或視頻分析等人工智能繁重的工作負(fù)載,NVIDIAJetson等ARM平臺(tái)將ARM內(nèi)核與強(qiáng)大的GPU相結(jié)合,從而突破了物理人工智能應(yīng)用的極限。
無論您是需要像RK3568J這樣經(jīng)濟(jì)高效的嵌入式平臺(tái),還是GPU加速的Jetson模塊,ARM都能為您提供跨工業(yè)用例擴(kuò)展的架構(gòu)靈活性,從工廠自動(dòng)化到自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)。
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