**小体量的机器学习**
那么,要在那些超低功耗的MCU或传感器上玩转AI,具体该怎么做?这就催生了TinyML这样一个专门的研究领域。这里说的“超低功耗”,最低能到mW级别,直接打破了以往定义智能设备的能耗门槛。毕竟,大部分MCU的主频连1000MHz都不到,内存和存储空间更是捉襟见肘,根本塞不下那些动辄上亿参数的大模型。
不过别误会,TinyML虽然跑在“穷酸”的硬件上,但所需的AI计算量本身并不少。它拼的不是蛮力,而是巧劲。厂商得从模型大小、处理器架构效率这些软硬结合的点上找突破口。比如TensorFlow Lite、PyTorch Mobile这类轻量级框架,或者针对机器学习优化过的CPU内核、辅助计算的NPU,都是常用的手段。
目前,TinyML的应用主要集中在三大感知领域:视觉、音频和振动。视觉方面,物体识别、人体姿态识别、深度识别这些,在MCU上其实早就有了,但TinyML能进一步强化识别能力和效率,而且它的学习能力让它不再局限于固定的几个识别目标。音频领域就更实用了——除了关键词识别、自动通话识别这些基本功,TinyML还能在不依赖额外硬件或云端的情况下,完成降噪、机器翻译等操作。至于振动相关的应用,更多集中在工业领域,像是人物活动识别、电机控制、预测性维护等等,都是TinyML的拿手好戏。
**TinyML的边缘生态**
作为MCU市场的主导架构,Arm很早就开始布局TinyML,与高通、谷歌等厂商展开了合作。他们也推出了Cortex-M55、Ethos-U55/U65这类处理器,专门为面积受限的低功耗芯片提供计算辅助。
这些年,不少Arm MCU厂商在架构和IP的内卷中,也敏锐地嗅到了边缘AI的商机,纷纷切入TinyML的开发。意法半导体、瑞萨、兆易创新、澎湃微,都是这条赛道上的玩家。比如瑞萨,就基于RA6T2这样的电机控制MCU,凭借TinyML和自家的Reality AI软件,硬是实现了无传感器的预测性维护。这不是画饼,技术路线已经跑通了。在RISC-V架构这边,同样有博流智能、嘉楠科技等厂商在发力。
为了追赶进度,收购也是常见的打法。比如Nordic Semiconductor最近收购了Atlazo,这家公司就是专门做TinyML处理器、IP和传感器接口开发的。Nordic计划在未来的SoC设计中集成这些技术,主要瞄准智能健康市场,比如心脏监测、血糖监测等。对了,前面提到的瑞萨Reality AI软件,其实也是通过收购得来的。
在软件开发上,国内也有矽速科技这样的厂商。他们在推出开源套件的同时,还提供了MaxiHub——一个专门针对边缘设备的模型在线训练分享平台;以及TinyMaix——一个面向MCU的超轻量级神经网络推理库,支持ARM和RISC-V的多种专用指令优化。
**写在最后**
从软硬件生态来看,边缘AI已经愈发成熟,也注定是MCU等低功耗半导体厂商的必由之路。但必须明确的是,想让边缘端直接运行大模型,还需要时间。手机这类设备天生具备算力和连接优势,但绝大多数边缘设备没有这个条件。所以,先从小的TinyML做起,一步步来,这才是脚踏实地的路线。深度分析TinyML与边缘AI生态一同崛起的发展趋势
TinyML专为超低功耗微控制器和传感器设计,通过轻量级框架与专用处理器实现高效人工智能计算,聚焦视觉、音频、振动三大感知领域。Arm、瑞萨等厂商已布局软硬件生态,推动边缘人工智能在物联网设备中的落地。
大厂们正批量购置高性能GPU资源,云端AI的硬件基础已经打得相当扎实,就连手机这类高算力端侧设备,也已经被AI辐射到了。但别忘了,还有数量更庞大的端侧设备——算力有限的IoT设备,它们又该如何接入AI?这就不得不把目光投向TinyML了。
**小体量的机器学习**
那么,要在那些超低功耗的MCU或传感器上玩转AI,具体该怎么做?这就催生了TinyML这样一个专门的研究领域。这里说的“超低功耗”,最低能到mW级别,直接打破了以往定义智能设备的能耗门槛。毕竟,大部分MCU的主频连1000MHz都不到,内存和存储空间更是捉襟见肘,根本塞不下那些动辄上亿参数的大模型。
不过别误会,TinyML虽然跑在“穷酸”的硬件上,但所需的AI计算量本身并不少。它拼的不是蛮力,而是巧劲。厂商得从模型大小、处理器架构效率这些软硬结合的点上找突破口。比如TensorFlow Lite、PyTorch Mobile这类轻量级框架,或者针对机器学习优化过的CPU内核、辅助计算的NPU,都是常用的手段。
目前,TinyML的应用主要集中在三大感知领域:视觉、音频和振动。视觉方面,物体识别、人体姿态识别、深度识别这些,在MCU上其实早就有了,但TinyML能进一步强化识别能力和效率,而且它的学习能力让它不再局限于固定的几个识别目标。音频领域就更实用了——除了关键词识别、自动通话识别这些基本功,TinyML还能在不依赖额外硬件或云端的情况下,完成降噪、机器翻译等操作。至于振动相关的应用,更多集中在工业领域,像是人物活动识别、电机控制、预测性维护等等,都是TinyML的拿手好戏。
**TinyML的边缘生态**
作为MCU市场的主导架构,Arm很早就开始布局TinyML,与高通、谷歌等厂商展开了合作。他们也推出了Cortex-M55、Ethos-U55/U65这类处理器,专门为面积受限的低功耗芯片提供计算辅助。
这些年,不少Arm MCU厂商在架构和IP的内卷中,也敏锐地嗅到了边缘AI的商机,纷纷切入TinyML的开发。意法半导体、瑞萨、兆易创新、澎湃微,都是这条赛道上的玩家。比如瑞萨,就基于RA6T2这样的电机控制MCU,凭借TinyML和自家的Reality AI软件,硬是实现了无传感器的预测性维护。这不是画饼,技术路线已经跑通了。在RISC-V架构这边,同样有博流智能、嘉楠科技等厂商在发力。
为了追赶进度,收购也是常见的打法。比如Nordic Semiconductor最近收购了Atlazo,这家公司就是专门做TinyML处理器、IP和传感器接口开发的。Nordic计划在未来的SoC设计中集成这些技术,主要瞄准智能健康市场,比如心脏监测、血糖监测等。对了,前面提到的瑞萨Reality AI软件,其实也是通过收购得来的。
在软件开发上,国内也有矽速科技这样的厂商。他们在推出开源套件的同时,还提供了MaxiHub——一个专门针对边缘设备的模型在线训练分享平台;以及TinyMaix——一个面向MCU的超轻量级神经网络推理库,支持ARM和RISC-V的多种专用指令优化。
**写在最后**
从软硬件生态来看,边缘AI已经愈发成熟,也注定是MCU等低功耗半导体厂商的必由之路。但必须明确的是,想让边缘端直接运行大模型,还需要时间。手机这类设备天生具备算力和连接优势,但绝大多数边缘设备没有这个条件。所以,先从小的TinyML做起,一步步来,这才是脚踏实地的路线。
**小体量的机器学习**
那么,要在那些超低功耗的MCU或传感器上玩转AI,具体该怎么做?这就催生了TinyML这样一个专门的研究领域。这里说的“超低功耗”,最低能到mW级别,直接打破了以往定义智能设备的能耗门槛。毕竟,大部分MCU的主频连1000MHz都不到,内存和存储空间更是捉襟见肘,根本塞不下那些动辄上亿参数的大模型。
不过别误会,TinyML虽然跑在“穷酸”的硬件上,但所需的AI计算量本身并不少。它拼的不是蛮力,而是巧劲。厂商得从模型大小、处理器架构效率这些软硬结合的点上找突破口。比如TensorFlow Lite、PyTorch Mobile这类轻量级框架,或者针对机器学习优化过的CPU内核、辅助计算的NPU,都是常用的手段。
目前,TinyML的应用主要集中在三大感知领域:视觉、音频和振动。视觉方面,物体识别、人体姿态识别、深度识别这些,在MCU上其实早就有了,但TinyML能进一步强化识别能力和效率,而且它的学习能力让它不再局限于固定的几个识别目标。音频领域就更实用了——除了关键词识别、自动通话识别这些基本功,TinyML还能在不依赖额外硬件或云端的情况下,完成降噪、机器翻译等操作。至于振动相关的应用,更多集中在工业领域,像是人物活动识别、电机控制、预测性维护等等,都是TinyML的拿手好戏。
**TinyML的边缘生态**
作为MCU市场的主导架构,Arm很早就开始布局TinyML,与高通、谷歌等厂商展开了合作。他们也推出了Cortex-M55、Ethos-U55/U65这类处理器,专门为面积受限的低功耗芯片提供计算辅助。
这些年,不少Arm MCU厂商在架构和IP的内卷中,也敏锐地嗅到了边缘AI的商机,纷纷切入TinyML的开发。意法半导体、瑞萨、兆易创新、澎湃微,都是这条赛道上的玩家。比如瑞萨,就基于RA6T2这样的电机控制MCU,凭借TinyML和自家的Reality AI软件,硬是实现了无传感器的预测性维护。这不是画饼,技术路线已经跑通了。在RISC-V架构这边,同样有博流智能、嘉楠科技等厂商在发力。
为了追赶进度,收购也是常见的打法。比如Nordic Semiconductor最近收购了Atlazo,这家公司就是专门做TinyML处理器、IP和传感器接口开发的。Nordic计划在未来的SoC设计中集成这些技术,主要瞄准智能健康市场,比如心脏监测、血糖监测等。对了,前面提到的瑞萨Reality AI软件,其实也是通过收购得来的。
在软件开发上,国内也有矽速科技这样的厂商。他们在推出开源套件的同时,还提供了MaxiHub——一个专门针对边缘设备的模型在线训练分享平台;以及TinyMaix——一个面向MCU的超轻量级神经网络推理库,支持ARM和RISC-V的多种专用指令优化。
**写在最后**
从软硬件生态来看,边缘AI已经愈发成熟,也注定是MCU等低功耗半导体厂商的必由之路。但必须明确的是,想让边缘端直接运行大模型,还需要时间。手机这类设备天生具备算力和连接优势,但绝大多数边缘设备没有这个条件。所以,先从小的TinyML做起,一步步来,这才是脚踏实地的路线。来源:https://m.elecfans.com/article/2227256.html
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