從Armv8.1-M集成Helium技術看，嵌入式設備AI性能大升級

模型小型化、智能化水平不斷提升，推動端側AI走向規模化落地，也讓過去多年以“連接”為核心的IoT，加速向以“認知”為標志的AIoT演進。行業對嵌入式設備的AI能力需求日益迫切，越來越多的終端設備在傳統MCU中部署AI算法和模型，在本地實現智能感知、推理與執行。然而，嵌入式設備部署AI始終資源受限，面臨功耗、時延與存儲等多重約束，也對芯片底層設計提出了更高要求。

在WAIC 2026展會上，安謀科技（中國）有限公司（以下簡稱“安謀科技”）CPU產品總監朱曉鳴發表了題為《STAR CPU, Helium 以及 Ethos 賦能萬物AI》的演講，分享了Arm和安謀科技對資源約束下的嵌入式芯片賦能AI的設計思考與路徑探索。

安謀科技CPU產品總監朱曉鳴發表演講>>滑動查看

眾所周知，物聯網生態根植于Arm架構，多年來，Arm緊跟市場需求與技術發展，已為嵌入式計算領域構建了豐富的IP解決方案，主要包括Arm? Cortex?-M CPU處理器系列，Arm Helium?矢量擴展技術，以及專用 AI 加速器Arm Ethos? NPU系列。依托Arm成熟生態和技術，針對嵌入式AI場景，安謀科技也構建了“星辰”CPU+Helium矢量擴展+Ethos NPU的AIoT原型平臺，第一代平臺選擇STAR-MC2（即Cortex-M52）和Ethos-U55，代號“星辰300”，全面支持主流小模型，從傳統MCU拓展出AI算力，為嵌入式設備加上AI引擎。

Armv8.1-M架構CPU集成Helium技術

提升小型低功耗嵌入式設備DSP與ML性能

Arm Helium是Arm Cortex-M CPU處理器內置的矢量擴展技術，像一個“軟件可編程的加速器”，讓CPU更高效地處理向量計算，為數字信號處理（DSP）和機器學習（ML）應用帶來顯著的性能提升：常見DSP場景中性能提升最高達5倍，ML任務中更可高達15倍。

當前，基于Armv8.1-M架構的Cortex-M52、Cortex-M55和Cortex-M85 CPU都集成了Helium技術，產品性能也較Armv7-M架構產品有大幅提升：在音頻編解碼場景下，對比于Cortex-M4，具備Helium技術的Cortex-M52、Cortex-M55以及Cortex-M85的性能表現分別提升了30%、50%以及65%；而在機器學習推理的表現上，Cortex-M55與Cortex-M85較Cortex-M7均實現顯著提速。

這些產品已廣泛部署于小型超低功耗的嵌入式AI系統中，覆蓋人臉識別、關鍵詞識別、語音命令控制和靜態圖像處理等應用。

Ethos NPU面向各類小算力場景

在嵌入式設備中實現高能效AI計算

嵌入式設備的AI工作負載日益復雜，從簡單關鍵詞識別到實時語音、物體檢測乃至小語言模型推理，僅靠CPU通用計算已難以兼顧性能與功耗，Arm Ethos NPU系列產品應運而生，以極致的功耗與面積效率著稱，作為專用AI加速器與Cortex-M系列CPU協同工作，能為嵌入式設備提供高能效的AI推理能力。

Arm NPU系列目前包括Ethos-U55、Ethos-U65及Ethos-U85。其中，Ethos-U55通常部署在基于Cortex-M的異構系統中，Ethos-U65為設備上的ML能力帶來了兩倍的性能提升，且將適用性擴展到基于Cortex-A的系統中。這兩款產品能夠為CNN和RNN等常見ML網絡運算提供原生支持，可部署于協作機器人、機器視覺、視線控制和實時語音等場景。

Ethos-U85作為高性能NPU，原生支持Transformer，在1GHz頻率下實現最高4TOPS算力，相較前代產品，性能提升4倍，能效提高20%，可勝任語言模型、語義分割和多實例等復雜任務。

全面支持主流小模型，加速嵌入式AI規模落地

代號“星辰300”！構建“星辰”CPU+Helium+Ethos NPU AIoT原型平臺！

安謀科技傳承Arm對嵌入式場景的深度理解和技術優勢，面向AIoT和嵌入式芯片領域推出“星辰”（STAR）CPU產品線，目前有STAR-MC1、STAR-MC2和STAR-MC3三代產品。為更好地支持嵌入式AI演進，從STAR-MC2開始，安謀科技的CPU產品全面支持Helium矢量擴展技術。

在此基礎上，針對嵌入式AI場景，安謀科技進一步構建“星辰”CPU+Helium矢量擴展+Ethos NPU的AIoT原型平臺，第一代平臺選擇STAR-MC2和Ethos-U55，代號“星辰300”，全面支持主流小模型，從傳統MCU拓展出AI算力。

安謀科技CPU系統軟件工程師劉固進行平臺用例演示>>滑動查看

目前，安謀科技在FPGA平臺上搭建了“星辰300”系統，已經跑通人臉探測、語音識別、關鍵字檢測和圖像超分等用例。“星辰”CPU配合Ethos NPU可助力合作伙伴在智能手機、IoT、工業設備芯片中部署高效率的AI計算能力。

縱觀嵌入式AI技術發展，Arm憑能效優勢與深厚生態引領全局，安謀科技連接Arm生態，雙方共同勾勒出一條清晰路徑：“星辰” CPU + Helium + Ethos NPU，讓嵌入式設備在有限的功耗和算力下盡可能多的釋放AI計算潛力，為每一個終端節點注入感知、決策、執行的能力，推動AI下沉至萬物終端，加速嵌入式AI規模化落地。

聲明：Arm、Cortex、Helium和Ethos是Arm Limited（或其子公司、關聯公司）的注冊商標或商標。