Arm 與意法半導體 (STMicroelectronics) 以數十年來在 Arm Cortex-M 領域的創新累積為基礎，攜手讓智慧運算更貼近機器與實體世界互動的場域。

作者：Shardul Brahmbhatt，Arm 實體 AI 產品與平台資深總監

將人工智慧 (AI) 嵌入工業機器、機器人和車輛，是當今產業面臨最複雜的工程挑戰之一。這些實體 AI 系統需要感知周遭環境、判斷應採取的行動、協調動作，並快速、安全地做出回應，同時還必須符合嚴格的功耗、重量、散熱及成本限制。

該如何妥善因應這項挑戰，是釋放實體產業龐大經濟與生產力效益的關鍵。根據 Arm 內部估算，到了 2030 年代，這些產業每年將帶來價值 2,000 億美元的運算市場商機。

實體 AI 需要在每個運算層實現智慧化

實體 AI 的工程挑戰不僅在於建立更多 AI 模型，還在於打造完整的系統，將智慧轉化為可靠的實體動作。

以機器人拿起玻璃杯為例。機器人必須辨識物體、確認位置、規劃如何伸手抓取，並計算適當的抓握力道，避免捏碎玻璃杯。執行器與感測器持續監測位置、壓力及動作，馬達與控制系統則隨著情況變化即時調整。

以 Arm 的角度來看，實體 AI 系統包含三個相互關聯的「運算層」，並由第四個位於雲端或資料中心的運算層提供硬體設備群管理、模擬及訓練支援。這些運算層一起讓實體 AI 成為可能。

1. 感知驅動型智慧：理解周遭環境，以支援自主導航、避開障礙與即時移動。
2. 互動驅動型智慧：透過語音、手勢及其他介面理解並回應人類指令，讓人與機器能夠自然地溝通與交換資訊。
3. 執行控制：透過即時控制馬達、關節及其他執行器，協調並完成精準的實體動作。

在這些運算層中，功能性安全與資安必須是基礎，不僅要保護系統與資料，也要確保系統以可預測且可靠的方式運作，這對於建立人們對自主機器的信任相當重要。

三個相互關聯的運算層讓實體 AI 系統具備感知、互動及行動能力，並由雲端運算提供支援；功能性安全與資安則是每個運算層的基礎。

這些運算層也必須協同處理一系列複雜的 AI 與傳統軟體程序。這些程序以不同速度及精細程度運作，同時還必須彼此互動與協調。

在感知驅動型智慧與互動驅動型智慧運算層，Arm Zena 運算子系統 (CSS) 提供整合處理器、應用 CPU、AI 加速器、記憶體及互連技術的基礎，以打造完整的運算系統。透過與 Cadence 等產業領導廠商合作，協助合作夥伴簡化相關技術的整合與驗證，加速這些系統進入市場。

執行控制層的元件必須快速、可預測地做出回應，將 AI 決策轉化為實體動作。嵌入式處理器在這個部份扮演關鍵角色。

在執行控制運算層，即時感測、決策及精準控制共同確保實體動作可靠執行。

為實體 AI 打造次世代嵌入式運算

數十年來，Arm 與意法半導體持續推動嵌入式運算被廣泛應用於工業、汽車及消費市場。如今，雙方的合作正協助形塑次世代 Cortex-M 技術藍圖，以滿足日益智慧化的機器對感測、處理及控制能力不斷成長的需求。

在上週舉行的 STM32 峰會上，意法半導體宣布新的策略方向，將為實體 AI 打造整合式 STM32 平台，並推出全新的 Cortex-M 架構 STM32A 系列微控制器。該系列專為需要高度可預測性與備援能力的自主系統設計，即使個別元件發生故障，仍能維持安全、可靠的運作。

透過結合 Arm 的處理器架構與軟體生態系，以及意法半導體在嵌入式應用領域的專業技術，雙方合作能讓智慧運算更貼近機器與實體世界互動的場域，同時維持這些運算系統所需的效率、可靠性及回應速度。正如 Arm 實體 AI 執行副總裁 Drew Henry 在以下影片中的說明，生態系合作是加速實體 AI 創新的關鍵。

Cortex-M 產品組合為數十億台裝置提供運算能力，涵蓋工業控制器、汽車系統等領域。Arm Cortex-M55 與 Cortex-M85 等處理器，將先進的訊號處理與機器學習能力，帶入功耗及成本受限的微控制器級系統。隨著智慧運算逐漸向感測器與執行器端延伸，Cortex-M 提供將 AI 決策轉化為實體動作所需的精準、可預測且持續的處理能力。如需進一步瞭解 Cortex-M 與 Cortex-R 處理器如何支援實體 AI 系統，請參閱這篇部落格文章。

推動嵌入式運算邁向更高智慧化

實體 AI 的未來不能只仰賴愈來愈智慧的模型，更取決於機器能否有效地將智慧轉化為精準、安全且可靠的實體動作。

透過持續投資技術藍圖並深化生態系合作，Arm 正在為每個運算層注入更多智慧，從感知與互動，到即時感測與執行控制。

這是釋放次世代實體 AI 系統潛力，並掌握其所帶來龐大經濟效益與生產力提升機會的重要基礎。

關於 Arm

Arm 是 AI 時代的基礎平台，其兼具卓越效能與節能優勢的運算能力，觸及全球所有連網使用者。為因應對運算永無止境的需求，Arm 平台橫跨核心 IP、先進運算子系統及專用晶片，使國際頂尖的科技公司能靈活設計、打造並大規模部署 AI 應用。Arm 擁有全球規模最大的運算生態系，匯聚超過 3,000 萬名開發者，透過共同努力，持續在 Arm 平台上建構 AI 的未來。

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