2025 年第一季度芯片技术及设备发展概览

by Canonical on 9 May 2025

欢迎阅读由 Canonical 首次发布的芯片技术与设备季度发展概览。 

在第一季度，边缘人工智能和网络安全领域频频传出重大消息。半导体和软件生态系统领域的各大公司都在着力于在边缘实现更强大、更高能效的人工智能模型，同时增强其安全性，以满足诸如欧洲《网络弹性法案》（CRA）等合规要求。许多政府和行业组织现在也要求汽车系统中必须采取网络安全措施。Canonical 于近期宣布获得 ISO 21434 认证。

在 Canonical，我们亲眼目睹到安全可靠的嵌入式人工智能驱动系统是如何给我们的客户带来显著影响。如今，创新速度加快，为了帮助您及时了解最新的行业趋势，我们精心整理了一份关于芯片技术与设备的最新发展概览。

Arm 发布首款 Armv9 边缘 AI 平台

首先让我们聚焦边缘 AI 的进展。

Arm 于近期推出首款 Armv9 边缘 AI 平台，该平台集成了 Cortex-A320 CPU 和 Ethos-U85 NPU，针对设备内人工智能进行了优化，可支持超过十亿参数的模型。与基于 Cortex-M85 的解决方案相比，该平台的“机器学习性能”提升了 8 倍，并且获得了 AWS、Siemens 和 Renesas 等企业提供的行业支持。

作为 Arm 的合作伙伴，我们很高兴看到 Arm 在边缘 AI 领域所取得的最新进展，同时也迫不及待地想看到这将给物联网生态系统带来的种种益处。全新 Armv9 平台最令人兴奋的功能中包括针对 Cortex-A320 的改进功能，该处理器针对工业自动化、智能摄像头和 HMI 应用进行了优化。Arm 还强调，该处理器相较于 Cortex-A35 而言，“机器学习性能”提升了 10 倍，标量性能提高了 30%。另一方面，Ethos-U85 NPU（新平台的第二组件）旨在通过支持 Transformer 架构来提升 AI 加速性能。它具有针对低功耗、人工智能驱动的边缘设备优化的高效神经处理能力，并且支持基于 Transformer 架构的 AI 模型，从而可以优化物联网和嵌入式系统中的 NLP 和视觉应用。从这一发展动态可以窥见一个更为普遍的发展趋势：在效率和能源使用成为关键考量因素的商业化环境中，制造企业都在努力提升其平台性能，以满足日益专业化的工作负载需求。

信息来源：https://newsroom.arm.com/blog/introducing-arm-cortex-a320-cpu

Qualcomm 收购 Edge Impulse

继续来看关于边缘 AI 和收购的消息。Qualcomm 宣布将收购 Edge Impulse，其所提供的边缘 AI 平台可以助力开发者在各种嵌入式和工业物联网设备上设计和部署人工智能模型。 

Edge Impulse 是一个软件即服务（SAAS）平台，用户可以在设备运行时获取其原始数据，并且还能进行数据分析、创建和训练 AI 模型，以及验证并上传模型至设备。这样可以实现流程自动化，让基于人工智能的应用开发更加轻松。该平台整合了来自多家半导体供应商的微控制器、DSP 以及 AI 加速器。

此次收购旨在将 Edge Impulse 的 AI 驱动开发平台与 Qualcomm 的 AI 优化芯片及软件生态系统进行融合，通过此举提升针对物联网应用的设备内 AI 性能。将受益于此等性能的生产用例包括针对异常检测、预测性维护、计算机视觉和传感器融合等应用的实时推理。

收购后，Qualcomm 计划将 Edge Impulse 的开发堆栈与其 Dragonwing 处理器（包括 QCS6490 和 QCS5430）进行集成，从而通过 Qualcomm AI Hub 优化 AI 推理性能。利用 Qualcomm 先进的 AI 加速和异构计算架构，二者的集成有望使推理效率提升 4 倍，同时改善内存利用率，并降低功耗。Qualcomm 更广泛的物联网战略涵盖统一的软件框架和丰富的芯片组产品组合，Edge Impulse 可扩展的 AI 模型部署框架将进一步强化这一战略。这必将促使人工智能在工业自动化、智慧城市、医疗保健和物流等领域的加速应用。

当一家市场领军企业更加坚定地着力于提升 AI 推理效率时，这表明设备内智能并非只是一时的潮流，而是计算战略上的一次实质性转变。我们认为，此次对 Edge Impulse 的收购进一步巩固了向加速边缘 AI 发展的趋势。

我们预计推理效率仍将是重点，因为电池续航、散热限制以及实时性能对于边缘 AI 工作负载而言都至关重要。前面所述的推理效率提升意味着能耗降低和决策速度更快，这与工业自动化和智慧城市等领域息息相关，而我们安全可靠、支持无线更新的 Linux 解决方案在这些领域中也发挥着积极作用。

介绍完边缘 AI 领域的一些重大消息后，现在让我们聚焦更广泛的网络安全主题。

Canonical 获得 ISO/SAE 21434 认证

安全问题一直是今年第一季度的重要主题。Canonical 宣布，经 TÜV SÜD 全面评估后，其安全管理系统最终获得了 ISO/SAE 21434 认证。ISO/SAE 21434 标准提供了针对联网汽车整个生命周期中的未经授权访问、远程攻击以及数据泄露等风险管理的详细框架。这项认证与我们依据 ISO 26262 标准在功能安全方面所做的工作，以及我们“在安全应用中实现 Linux”（ELISA）开源项目等项目中做出的努力如出一辙。获得 ISO/SAE 21434 认证，进一步强化了我们致力于在日益复杂的安全环境中提供安全可靠解决方案的承诺。随着开源在汽车和嵌入式系统中发挥日益重要的作用，我们也会致力于确保开源软件符合最高行业标准。安全性是一项最基本的要求，我们将持续投入，为客户打造可靠的解决方案。

Exein 与 MediaTek 在嵌入式网络安全领域展开合作 

在我们持续聚焦于安全领域的基础上，Exein 与 MediaTek 宣布了一项战略合作。总部位于意大利的 Exein 公司提供自身技术，确保物联网设备和容器免受网络攻击和漏洞威胁。该公司服务于汽车、医疗保健和制造业等诸多行业，在意大利、美国和德国均设有办事处。

Exein 和 Mediatek 在近期一项声明中表示，从 MediaTek IoT Yocto 24.1 版本开始，Exein 的网络安全技术将集成到 MediaTek 的 Genio 平台中。鉴于全球范围内不断涌现的强制性安全法规，如欧洲的《网络弹性法案》（CRA），这样的集成对于大规模实现安全保障尤为重要。

嵌入式设备制造商尤其会受到即将实施的这项法规的影响：《网络弹性法案》（CRA）规定了针对设备的严格安全措施，这将促使制造商采用强大可靠的框架来确保安全性和可靠性。设备制造商认为，如要满足《网络弹性法案》（CRA）合规要求，必须确保其操作系统（OS）具备强有力的保护措施，保障用户数据和设备完整性。如需了解关于设备制造商应如何做好准备的更多信息，推荐观看我们针对该主题推出的时长 50 分钟的网络研讨会。

Exein 公司正在使用扩展版伯克利数据包过滤器（eBPF）来满足其合规性需求。eBPF 是一种可以在内核中运行沙盒程序且无需更改内核源代码或加载额外内核模块的技术。在不添加模块的情况下执行自定义程序，通过这一方法来扩展内核功能，eBPF 能够提供网络活动、资源利用等方面的可见性。

Canonical 最近推出了 Ubuntu 中一些可使用 eBPF 技术的工具，我们还与提供基于 eBPF 解决方案的公司开展密切合作。例如，Polar Signals 推出的基于 eBPF 的 Parca Agent 正在助力实现持续性能分析。我们与这些公司携手合作，并承诺从 Ubuntu 24.04 LTS 开始，我们的 GNU Compiler Collection（GCC）软件包将在 64 位平台上默认启用帧指针。

Apple 推出首款蜂窝网络调制解调器

除了网络安全合规性和边缘 AI 等话题外，本季度还有一项值得关注的进展源自 Apple 公司。具体而言，Apple 推出的 iPhone 16e 首次搭载 C1 调制解调器，这是其首款自研蜂窝芯片。据报道，台积电为 iPhone 16e 提供了基于 N3E 工艺打造的 A18 芯片以及基于 4 纳米工艺打造的 C1 调制解调器。

Apple 公司宣称，C1 芯片是“iPhone 手机中有史以来能效最高的调制解调器”。此外，这款由其设计的 5G 调制解调器将支持 4G LTE 网络和 6GHz 频段以下的 5G 网络。这款调制解调器还将与 A18 芯片紧密协作，从而优化数据流并延长电池续航时间。

Apple 的调制解调器战略标志着其正朝着纵向整合的方向迈进，由于其专有的生态系统，这可能会在开源调制解调器的选择方面产生限制。Apple 通过开发自己的调制解调器，设计出可以在一个受到严格控制的生态系统中协同工作的硬件和软件，其将不再与那些提供 Linux 兼容版调制解调器驱动程序的第三方供应商合作。在 Canonical ，我们将持续关注从 Qualcomm 基于 Linux 的调制解调器驱动程序到 RISC-V 蜂窝项目等各种开源替代方案为应对这一发展趋势所呈现出的发展动态。

虽然我们理解行业中追求更加紧密的软硬件集成的趋势，但我们认为 Apple 公司的这一举措更加突显了开放式 5G 调制解调器项目以及 Linux 系统支持蜂窝网络连接的重要性。具体而言，即可能会涌现出其他的 5G 调制解调器供应商，他们或许会追求针对开源蜂窝网络堆栈的基于 Linux 系统的集成。

无源物联网联盟成立

鉴于高效互联硬件的重要性，Intel、Qualcomm、Infineon、Atmosic、PepsiCo、VusionGroup 和 Wiliot 联合成立了无源物联网联盟（Ambient IoT Alliance，简称 AIoTA）。该联盟的目标是推动无电池、能量收集型物联网设备的应用，利用 Wi-Fi（IEEE 802.11bp）、Bluetooth 以及 5G Advanced（3GPP Release 18+）技术，实现大规模的实时追踪和物流自动化。

Canonical 长期以来一直致力于打造低端嵌入式计算领域的安全可靠型容器化解决方案。我们对 AIoTA 聚焦无电池、能量收集型物联网设备的这一举措表示非常欢迎，因为这类设备需要轻量级、高效且支持 OTA 更新和安全通信的操作系统。

无源物联网通过实现低功耗、能量收集型传感器在无需专用电源的情况下运行，的确扩展了传统的 RFID 和 BLE 技术。这些设备通过射频能量、光伏能量、动能和热能收集为持续的数据传输提供能量支持。它们通过现有的无线基础设施，如智能手机、路由器和物联网网关，来传输地理位置、温度和湿度等遥测数据。

AIoTA 对设备 AI 推理以及由机器学习驱动的云优化的重视，让 Canonical 倍感振奋。由于我们一直致力于 Canonical Kubernetes 的研发，以及边缘端的  AI/ML 模型部署，因此我们很高兴能够有机会为在超低功耗环境中运行的边缘设备提供轻量级、AI 优化的 Linux 运行环境。

结论

本季度见证了人工智能、安全性以及高效计算在边缘的融合。从 Arm 的边缘 AI 平台，到 NXP 在人工智能领域的拓展，再到 Qualcomm 对 Edge Impulse 的收购，均体现出行业正朝着设备内智能以及具备弹性和高能效的系统方向发展。对于任何希望提升自身 AI 能力的读者而言，当下正是探索各类硬件解决方案的绝佳时机。

但未来的发展趋势又会如何呢？展望未来，我们预计，随着企业努力适应新的合规要求，监管压力可能会带来短期挑战。尽管这些法规最终将推动整个行业采取更强有力的安全措施，尤其是针对嵌入式设备和物联网设备，但读者们应确保自身为可能出现的扰动做好准备。与此同时，我们预计收购消息将会持续传出，因为各大公司都在竞相从其他具备该领域经验的企业手中获取 AI 与安全方面的专业技术。

我们致力于通过可靠的开源技术推动这一变革进程，加速 AI 技术的应用。我们将继续为 AI 工作负载提供支持，优化嵌入式计算，并强化开源安全框架。