Arm已經(jīng)在其Cortex-M架構(gòu)中添加了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理指令，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)外部邊緣的產(chǎn)品，例如可以識(shí)別少量語(yǔ)音而無(wú)需連接到云的設(shè)備，例如人聲喚醒命令。

“M-Profile Vector Extensions”（MVE）已經(jīng)在“Helium”品牌下宣布，與該公司的高端Cortex-A內(nèi)核的Neon SIMD（單指令多數(shù)據(jù)）擴(kuò)展非常類似。氦擴(kuò)展還將處理數(shù)字信號(hào)處理，提供比現(xiàn)有DSP指令更高的性能，這些指令是為了將Cortex-M3轉(zhuǎn)換為Cortex-M4而創(chuàng)建的。

Arm將Helium描述為“針對(duì)M-profile架構(gòu)量身定制的Neon技術(shù)的優(yōu)化SIMD功能，以及針對(duì)新興用例的新編程功能和數(shù)據(jù)類型”。

與標(biāo)準(zhǔn)的32位Armv8-M指令一起使用固定長(zhǎng)度的128位向量（具有聚集負(fù)載和散布存儲(chǔ)，低開(kāi)銷循環(huán)和預(yù)測(cè)）和增加的算術(shù)支持（固定和浮點(diǎn)，包括半精度和單精度浮點(diǎn)數(shù)和8位整數(shù)和復(fù)雜數(shù)學(xué)，由150條指令共同覆蓋，包括8位向量點(diǎn)積。

同時(shí)，支持新指令的硬件包括通過(guò)“TrustZone for Armv8-M”擴(kuò)展和PSA原則的安全功能。

總體而言，從現(xiàn)有的Armv8.1-M指令集架構(gòu)（ISA）可以看出，與現(xiàn)有的Armv8-M架構(gòu)（基于int32中的復(fù)雜FFT估算）相比，預(yù)計(jì)性能提升高達(dá)5倍，高達(dá)15倍機(jī)器學(xué)習(xí)（基于int8中的矩陣乘法）。

Armv8.1-M核心實(shí)施選項(xiàng)包括：

省略了氦，帶有可選的標(biāo)量浮點(diǎn)（帶或不帶雙精度支撐）

氦只支持向量整數(shù)，帶有可選的標(biāo)量浮點(diǎn)（帶或不帶雙精度支持）

具有向量整數(shù)加浮點(diǎn)的氦（支持矢量單精度和半精度），帶標(biāo)量浮點(diǎn)（帶或不帶雙精度支持）

那么指令集指令是否會(huì)導(dǎo)致硅足跡大幅增加？

不，根據(jù)Arm，特別是在執(zhí)行氦指令時(shí)將重新使用一些現(xiàn)有的v8-M硬件。沒(méi)有確切的數(shù)據(jù)發(fā)布。

除語(yǔ)音處理外，還可以預(yù)見(jiàn)振動(dòng)分析和視覺(jué)應(yīng)用。

如今，多個(gè)供應(yīng)商的工具鏈和模型都可以使用。包括Armv8.1-M在內(nèi)的硅產(chǎn)品有望在兩年內(nèi)上市。

除了矢量處理，Helium亮點(diǎn)還包括：

交織和解交織加載和存儲(chǔ)指令（VLD2 / VST2，步長(zhǎng)為2，VLD4 / VST4，步長(zhǎng)為4）

向量收集載荷和向量散布存儲(chǔ)向量寄存器中元素的存儲(chǔ)器訪問(wèn)，使用另一個(gè)向量寄存器中的元素定義向量中每個(gè)元素的地址偏移量。

允許軟件處理任意存儲(chǔ)器訪問(wèn)模式，并可用于模擬特殊尋址模式，如循環(huán)尋址，這些模式通常用于信號(hào)處理。

還可以幫助加速各種數(shù)據(jù)處理任務(wù)中數(shù)組中數(shù)據(jù)元素的非順序訪問(wèn)向量復(fù)數(shù)值處理支持整數(shù)（8,16和32位）和浮點(diǎn)數(shù)（32位），例如VCADD，VCMUL，VCMLA指令車道預(yù)測(cè)位整數(shù)支持。