【導(dǎo)讀】Arm 與意法半導(dǎo)體基于長期在 Cortex-M 領(lǐng)域的合作積淀，共同發(fā)力物理 AI 賽道。在 STM32 峰會上，ST 正式發(fā)布基于 Arm Cortex-M 的全新 STM32A 系列 MCU，面向自主系統(tǒng)，保障設(shè)備安全、可靠運(yùn)行。物理 AI 的核心挑戰(zhàn)不只是 AI 模型，而是把智能決策轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定可控的物理動(dòng)作，Arm 將物理 AI 系統(tǒng)劃分為感知驅(qū)動(dòng)智能、交互驅(qū)動(dòng)智能、執(zhí)行控制三大本地計(jì)算層，并輔以云端層做訓(xùn)練與集群管理，功能安全與信息安全貫穿全鏈路。其中 Cortex-M 承擔(dān)執(zhí)行控制層的實(shí)時(shí)、可預(yù)測計(jì)算任務(wù)，搭配 Arm Zena CSS 子系統(tǒng)支撐感知與交互側(cè)算力。Arm 預(yù)估到 2030 年代，物理 AI 相關(guān)計(jì)算市場每年將創(chuàng)造 2000 億美元機(jī)遇，雙方將持續(xù)迭代 Cortex-M 產(chǎn)品路線圖，面向工業(yè)、機(jī)器人、車輛等場景打造下一代嵌入式平臺。
Arm 與意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）基于數(shù)十年來在 Arm Cortex-M 領(lǐng)域的創(chuàng)新積累，正攜手將智能深度融入機(jī)器與物理世界交互的場景。
新聞重點(diǎn)：
在上周的 STM32 峰會上，意法半導(dǎo)體宣布推出全新的基于 Arm Cortex-M 的 STM32A 系列微控制器，旨在確保自主系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行。
Arm 與意法半導(dǎo)體在長期合作的基礎(chǔ)上持續(xù)深化協(xié)作，共同推動(dòng)新一代基于 Cortex-M 的微控制器發(fā)展，以滿足智能機(jī)器對感知、處理和實(shí)時(shí)控制日益增長的需求。
隨著智能不斷向傳感器和執(zhí)行器端延伸，Cortex-M 可提供精準(zhǔn)、可預(yù)測且持續(xù)的處理能力，將 AI 決策轉(zhuǎn)化為物理行動(dòng)。
將人工智能（AI）嵌入工業(yè)機(jī)器、機(jī)器人和車輛，是當(dāng)今行業(yè)面臨的最復(fù)雜工程挑戰(zhàn)之一。這些物理 AI 系統(tǒng)需要感知周圍環(huán)境、判斷應(yīng)采取的行動(dòng)、協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，并快速、安全地作出響應(yīng)，同時(shí)還必須滿足嚴(yán)格的功耗、重量、散熱和成本限制。
選擇正確的方式應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，是釋放實(shí)體產(chǎn)業(yè)巨大經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)力價(jià)值的關(guān)鍵。據(jù) Arm 估算，到 2030 年代，這些產(chǎn)業(yè)將每年帶來價(jià)值 2,000 億美元的計(jì)算市場機(jī)遇。
物理 AI 需要在每個(gè)計(jì)算層級實(shí)現(xiàn)智能化
物理 AI 的工程挑戰(zhàn)不僅在于構(gòu)建更多 AI 模型，還在于打造完整的系統(tǒng)，將智能轉(zhuǎn)化為可靠的物理行動(dòng)。
以機(jī)器人拿起玻璃杯為例。機(jī)器人必須識別物體、確定其位置、規(guī)劃如何抓取，并計(jì)算適當(dāng)?shù)淖ノ樟Χ龋苊鈱⒉ＡП笏椤?zhí)行器和傳感器持續(xù)監(jiān)測位置、壓力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)和控制系統(tǒng)則隨著條件變化實(shí)時(shí)調(diào)整。
從 Arm 的角度來看，物理 AI 系統(tǒng)包含三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的“計(jì)算層”：
感知驅(qū)動(dòng)型智能：理解周圍環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航、避障和實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)。
交互驅(qū)動(dòng)型智能：通過語音、手勢及其他交互方式理解并響應(yīng)人類指令，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器之間自然流暢的交互與信息交換。
執(zhí)行控制：通過對電機(jī)、關(guān)節(jié)和其他執(zhí)行器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，協(xié)調(diào)并完成精準(zhǔn)的物理運(yùn)動(dòng)。
此外，云端或數(shù)據(jù)中心還提供第四個(gè)計(jì)算層，用于設(shè)備群管理、仿真和訓(xùn)練，為前三個(gè)計(jì)算層提供補(bǔ)充支持。正是這一完整的計(jì)算體系，讓物理 AI 成為可能。
在這些計(jì)算層中，功能安全與信息安全必須成為基礎(chǔ)，不僅要保護(hù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，還要確保系統(tǒng)以可預(yù)測且可靠的方式運(yùn)行，而這對于建立人們對自主機(jī)器的信任至關(guān)重要。
三個(gè)相互協(xié)同的計(jì)算層共同支撐物理 AI 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)感知、交互與行動(dòng)能力，并由云端計(jì)算提供支持，而功能安全與信息安全貫穿所有計(jì)算層。
這些計(jì)算層還必須協(xié)同處理一系列復(fù)雜的 AI 和傳統(tǒng)軟件進(jìn)程。這些進(jìn)程以不同的速度和粒度運(yùn)行，同時(shí)還需要彼此交互、協(xié)同配合。
在感知驅(qū)動(dòng)型智能和交互驅(qū)動(dòng)型智能層，Arm Zena 計(jì)算子系統(tǒng)（Compute Subsystems, CSS）為構(gòu)建完整的計(jì)算系統(tǒng)提供基礎(chǔ)，支持將處理器、應(yīng)用 CPU、AI 加速器、內(nèi)存和互連整合在一起。同時(shí)，通過與 Cadence 等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)合作，幫助合作伙伴簡化相關(guān)技術(shù)的集成與驗(yàn)證，推動(dòng)這些系統(tǒng)走向市場。
執(zhí)行控制層的組件需要快速、可預(yù)測地作出響應(yīng)，將 AI 決策轉(zhuǎn)化為物理行動(dòng)。嵌入式處理器在這一過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
在執(zhí)行控制層，實(shí)時(shí)感知、決策與精準(zhǔn)控制協(xié)同配合，確保物理行動(dòng)可靠執(zhí)行。
面向物理 AI 構(gòu)建下一代嵌入式計(jì)算
數(shù)十年來，Arm 與意法半導(dǎo)體持續(xù)推動(dòng)嵌入式計(jì)算在工業(yè)、汽車和消費(fèi)市場的廣泛應(yīng)用。如今，雙方的合作正助力塑造下一代 Cortex-M 路線圖，以滿足日益智能化的機(jī)器對感知、處理和控制能力不斷增長的需求。
在上周舉辦的 STM32 峰會上，意法半導(dǎo)體宣布了一項(xiàng)新的戰(zhàn)略方向，即面向物理 AI 打造融合式 STM32 平臺，并推出全新的 STM32A 系列微控制器（MCU）。該系列 MCU 基于 Cortex-M 打造，專為對可預(yù)測性和冗余能力有較高要求的自主系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，即使部分組件發(fā)生故障，也能保障系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行。
Arm 物理 AI 執(zhí)行副總裁 Drew Henry 表示：“計(jì)算領(lǐng)域的下一個(gè)重要前沿，是將智能融入現(xiàn)實(shí)世界中的各類機(jī)器，使它們能夠更智能地移動(dòng)、生產(chǎn)和執(zhí)行任務(wù)。在過去二十多年深厚合作的基礎(chǔ)上，Arm 與意法半導(dǎo)體正攜手推動(dòng) Cortex-M 持續(xù)演進(jìn)，以滿足邊緣側(cè)日益增長的智能需求，讓機(jī)器能夠感知物理世界并采取行動(dòng)，從而釋放新一代物理 AI 系統(tǒng)的潛力。”
Cortex-M 產(chǎn)品組合正在為數(shù)十億臺設(shè)備提供計(jì)算支持，涵蓋工業(yè)控制器、汽車系統(tǒng)等領(lǐng)域。與此同時(shí)，Cortex-M 也在持續(xù)拓展 MCU 級系統(tǒng)的能力，例如通過 Arm Cortex-M55 和 Cortex-M85 等處理器，將先進(jìn)的數(shù)字信號處理和機(jī)器學(xué)習(xí)能力帶入功耗與成本受限的應(yīng)用場景。隨著智能不斷向傳感器和執(zhí)行器端延伸，Cortex-M 可提供將 AI 決策轉(zhuǎn)化為物理行動(dòng)所需的精準(zhǔn)、可預(yù)測且持續(xù)的處理能力。如需詳細(xì)了解 Cortex-M 和 Cortex-R 處理器如何支持物理 AI 系統(tǒng)，請參閱此博客。
推動(dòng)嵌入式計(jì)算邁向更高智能
物理 AI 的未來不能僅依靠日益智能的模型，更取決于機(jī)器能否有效地將這種智能轉(zhuǎn)化為精準(zhǔn)、安全且可靠的物理行動(dòng)。
通過持續(xù)投資技術(shù)路線圖并深化生態(tài)系統(tǒng)合作，Arm 正在為從感知、交互到實(shí)時(shí)傳感與執(zhí)行控制的每個(gè)計(jì)算層注入更多智能。
這是釋放下一代物理 AI 系統(tǒng)潛力，并把握其所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)力機(jī)遇的重要基礎(chǔ)。
結(jié)論
物理 AI 的價(jià)值落地，關(guān)鍵不在于單純提升模型算力，而在于構(gòu)建一套安全、可預(yù)測、端到端協(xié)同的嵌入式計(jì)算體系，將智能推理轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定可控的物理動(dòng)作。Arm 與意法半導(dǎo)體延續(xù)多年的 Cortex-M 創(chuàng)新合作，以全新 STM32A 系列 MCU 為重要載體，面向高可靠自主系統(tǒng)補(bǔ)齊實(shí)時(shí)控制與安全冗余能力。依托感知、交互、執(zhí)行三層協(xié)同計(jì)算框架，疊加 Zena CSS 與 Cortex-M 的算力分工，同時(shí)綁定功能安全、信息安全底座，為機(jī)器人、工業(yè)設(shè)備、車輛等場景提供完整技術(shù)路徑。持續(xù)演進(jìn)的 Cortex-M 生態(tài)，正在成為物理 AI 向傳感器、執(zhí)行器邊緣下沉的核心底座，幫助產(chǎn)業(yè)抓住未來數(shù)千億規(guī)模的計(jì)算市場機(jī)遇，釋放實(shí)體產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力。
