エンベデッド・ワールドの要点

はじめに 組込みシステムの世界は、ハードウェア、ソフトウェアからサービス、ツールに至るまで多面的である。ABIリサーチのシニア・ディレクター、アンドリュー・ジニャーニとシニア・アナリストのリース・ヘイデンは、先週ドイツで開催されたEmbedded World Exhibition & Conferenceに参加した。ここでは、このイベントから得られた主な収穫を紹介する。

収穫その1：新しいハードウェアが発表されたが、話題はソフトウェアに集中した

多くの発表では、より高性能な人工知能（AI）ハードウェアが紹介され、その中にはニューラル・プロセッシング・ユニット（NPU）も含まれていた。しかし、ほとんどの話題は、このハードウェアの性能向上や電力効率には集中せず、チップセットの差別化にとってますます重要になっているソフトウェア・スタックに集中した。

シナプティクスは、スマートなモノのインターネット（IoT）デバイスをサポートするAI開発者向けプラットフォーム「Astra」を紹介した。他のベンダーは、開発者の実験が極めて重要であること、そして開発への障壁を取り除くために開発者クラウドのようなツールが果たす役割について語った。NXPや STマイクロエレクトロニクスのように、開発者が「実際の」ハードウェア上でAIモデルのベンチマークテストを実行するためのリソースへの「無料」アクセスを提供する企業が増えている。次のステップでは、デジタル・ツインを活用してAIモデルを「実世界」の状況でシミュレーションし、性能、電力効率、その他の重要業績評価指標（KPI）をより現実的に評価する。

要点 #2: 組み込みAIを大規模に加速させるビジネスモデルもある

組み込みAI市場は、数万台規模の展開によってベンダーの利益が決まる、利益率の低い大量生産の市場である。いくつかのベンダーは、収益性の高い成長を目指す上で、テストと概念実証（PoC）を加速させることの重要性を認識している。

このため、チップベンダーは、実験やテストをサポートする開発者プラットフォームやクラウドリソースの使用コストを削減する傾向が強まっている。これはリスクをもたらすが、 Imagimobのような企業は、開発者が特定のハードウェア上でモデルがどのように動作するかを理解しないまま、自らリスクを負いたくないと判断している。

もう一つの側面は、「既製」モデルの開発である。これらは基本的なモデル動物園の一歩先を行くものだが、トレーニングや微調整なしにテストや配備が可能で、ベンダーが開発者のタイムトゥスケールを早めるのにも役立つだろう。ハードウェア・ベンダーとソフトウェア・ベンダーは、特に高度に細分化された組み込み機器分野では、規模に応じた展開によって決定される利益を得るために、商業的リスクを負う必要性がますます高まるだろう。

要点#3: ハードウエアベンダーは、独立系ソフトウエアベンダー（ISV）とのパートナーシップ・エコシステムとプラットフォーム統合を重視することで、開発者の価値提案を構築しようとしている。

大手チップセットベンダーによる市場の動きとパートナーシップは、チップセットの差別化におけるソフトウェアの重要性の高まりを浮き彫りにしている。NXPはNVIDIATAOとのパートナーシップと統合を発表し、NGCカタログを通じて利用可能な重要な事前学習済みモデルカタログと、それに付随するエッジAI専用ツールチェーンを提供することで、開発者のTime-to-Valueを短縮することを目指している。

さらにSTマイクロエレクトロニクスは、Amazon Web Services（AWS）とのエッジAIパートナーシップを展示した。この統合により、開発者はAWS SageMakerとIoT Coreを活用して、エッジAIモデルの開発、展開、管理をサポートできるようになる。すべてのチップベンダーが、開発者のアクセシビリティを構築し、実験やAI導入の加速を可能にするツールを提供しようとしているため、これらの発表は単独ではない。

来年のEmbedded Worldでは、技術提携を通じてソフトウェア・エコシステムの拡大を目指す組込みチップ・ベンダーから多数の発表が予定されている。開発者がコスト削減、性能向上、分散コンピューティングの連続体全体にわたるジェネレーティブAIの実装を目指す中、エッジ・ベンダーやデバイス固有の最適化ベンダーが注目されることは間違いない。

要点その4：RISC-Vの巨大な存在感は、受け入れと商業展開の拡大を示している

RISC-Vは現在、組み込み業界で広く受け入れられており、商業パートナーや「実世界」での導入も増えている。多くのベンダーは、RISC-Vがチップ生産を支配するのは時間の問題だとさえ言っている。

多くの企業がRISC-Vに関心を寄せる主な要因の1つとして挙げているのが、Armの知的財産（IP）価格の上昇だ。2023年初めのニュース報道では、Armがビジネスモデルの再構築のためにチップ設計価格を引き上げたことが強調された。ベンダーは、これは昨年から段階的な価格上昇を続けていると指摘した。これは、イマジネーションが発表したAPXM-6200セントラル・プロセッシング・ユニット（CPU）によって強調され、Arm組み込みコアが支配的な市場セグメントを直接ターゲットにしている。

もう1つの要因は、チップにとどまらないRISC-Vエコシステムの発展だ。その一例がMIPS Technologiesであり、同社はシノプシスとの協業を拡大し、開発者のアクセシビリティをサポートするプロセッサ開発キットを顧客に提供している。

要点#5: エンベデッド市場におけるジェネレーティブAIハイプはやや沈静化

いくつかのジェネレーティブAIベースのアプリケーション（AMDはRyzen Embedded 8000プロセッサ上でLlama 2-7Bを実行）が展示されたが、商用製品はほとんどなかった。多くのベンダーが顧客の関心を示しているが、商業的・技術的に大きな課題があり、大規模な導入の妨げとなっている。組込みチップベンダーは、IoTやエッジ、（ディープラーニング（DL）ではなく）機械学習（ML）などの他の領域により適したAIワークロードにますます注力している。ジェネレーティブAIをこれらの配備場所に導入するには、ソフトウェア・スタックへの投資を増やし、商業的・技術的な整合性を確保する必要があります。

要点#6: アルテラ、エッジAIソリューションに特化した垂直戦略でスピンオフを定義するチャンスをつかむ

アルテラは、小売、ヘルスケア、産業、自動車、防衛、航空宇宙向けにエッジに最適化した新しいプロセッサを発表した。この発表では、FPGA（Field Programmable Gate Array）AIソフトウェア・スイートとハードウェアの緊密な統合を目指すFPGAi戦略に焦点が当てられた。これは、チップ・ベンダーが開発者の障壁を下げ、実験を促進しようとする、より広範な市場力学を密接に反映している。

さらに、このアプローチは、インテルのオープンソースコミュニティ（OpenVINO）で開発されたIP資産を活用しつつ、アルテラがインテル以外の新しい方向性を定めるのに役立つ。アルテラの高度に垂直化された発表は抜け目がなく、最も近い競合であるAMDザイリンクスとの商業的差別化を築くのに役立つと思われる。課題は、インテルのソフトウェアの複雑さとAI実験の障壁である。

収穫その7：クアルコム、QCC730 Wi-Fi 4チップで混雑する超低消費電力Wi-Fi分野を狙う

Embedded World 2024ショーにおけるコネクティビティ関連の最大の発表の1つは、クアルコムのQCC730 Wi-Fiチップの発表だった。デュアルバンド1×1のWi-Fi 4ソリューションであるこのソリューションは、「マイクロパワー」を提供し、クアルコムのIoT接続向けWi-Fiソリューションとしてはこれまでで最も低消費電力であると主張しています。クアルコムは、このチップは前世代の製品と比べて消費電力を88%削減できるとしており、スマートドアロック、ビデオドアベル、ワイヤレスセキュリティカメラ、センサーデバイス、資産追跡タグなど、さまざまなアプリケーションをターゲットにしています。

このソリューションはBluetooth®の代替品としても位置づけられており、クラウドへの直接接続と、低遅延・高スループットによる性能向上が主な差別化要因となっている。このソリューションは、超低消費電力のBluetooth® Low Energy（LE）システムオンチップ（SoC）であるQCC711や、Thread、Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth®接続をサポートするマルチプロトコルソリューションであるQCC740など、同社の幅広いIoTコネクティビティ製品を補完するものでもある。しかし、クアルコムにとってこの分野にはいくつかの潜在的な障害があります。

• 第一に、クアルコムのコアであるWi-Fiの専門知識や従来のチャネルから、よりコストやバッテリーが重視されるIoT中心のアプリケーションへと戦略的にシフトすることを意味します。
• 第2に、クアルコムは、シリコンラボ（Silicon Labs）、インフィニオン（Infineon）、ノルディック・セミコンダクター（Nordic Semiconductor）、ルネサス（Renesas）、テキサス・インスツルメンツ（Texas Instruments、TI）、イノフェーズ（InnoPhase）などの代替ソリューション・プロバイダーが、同様の超低消費電力アプリケーションをターゲットに設計された独自のソリューションを提供している、非常に混雑した分野に参入することになります。
• 第三に、クアルコムのソリューションはWi-Fi 4をベースとしており、競合の多くはWi-Fi 6接続に注目と数量をシフトしています。とはいえ、バッテリーの影響を受けやすいアプリケーションの増加に伴い、IoT接続に対する超低消費電力Wi-Fi接続に対する需要が高まっていることは確かです。

要点#8: IoT向けワイヤレス接続技術革新の最前線にあるマルチプロトコルとマター

クアルコムの発表したチップは単体のWi-Fiチップであったが、同社はマルチプロトコルIoTソリューションの幅広いポートフォリオを再確認することに熱心であり、マルチプロトコルソリューションの普及が今回の展示会の明確なテーマであった。NXPは、Arm Cortex®-M33コアをベースとしたワイヤレスマイクロコントローラユニット（MCU）のシリーズであるMCX Wで、MCXシリーズのマイクロコントローラを拡張した。MCX 71とMCX 72はいずれも、Matter、Thread、Zigbee、Bluetooth® LEをサポートしており、ワイヤレスセンサーからスマート家電、サーモスタット、その他の民生用、商業用、産業用デバイスまで、幅広いアプリケーションをターゲットとしています。

同様に、シリコンラボはワイヤレスSoCとMCUのxG26ポートフォリオを発表した。その中でもMG26 2.4ギガヘルツ（GHz）マルチプロトコルSoCは、Matter over Thread向けの最も先進的なSoCであるとしている。このソリューションは、Matter、OpenThread、Zigbee、Bluetooth® LEをサポートしている。IP面では、Ceva, Inc.がマルチプロトコルソリューションのCeva-Waves Links™ファミリーを発表した。その第一弾がCeva-Waves Links100で、IoTアプリケーション向けの低消費電力Wi-Fi 6、Bluetooth® 5.4、802.15.4ソリューションである。モジュールベンダーの村田製作所も、Wi-Fi、Bluetooth®、802.15.4をサポートするNXPのIW612トライラジオ・ソリューションをベースにしたType 2ELモジュールを展示した。

Embedded Worldでのこれらの発表は、802.15.4とBluetooth® LEを組み合わせたAtmosicのATM34/eを含む、最近発表された多くのマルチプロトコルソリューションに基づいている。これらの発表は、特に802.15.4を超えるMatterの勢いが増していることを示すとともに、複数の接続ソリューションが連携して動作し、新たなIoTユースケースの高まる需要を満たす必要性を示している。ABI リサーチは、設計の複雑さを軽減し、柔軟性を高め、独自の機能を提供する能力により、複数のプロトコルを活用するデバイスの割合が増加すると予想している。

収穫その9：ヘッドセットを超える LE オーディオ – “トーキングセンサー “の出現

展示会では、ヘッドセットやマルチ・ストリーム・シナリオといった従来のユースケースにおけるLE オーディオと Auracast 放送音声のデモが数多く行われましたが、この技術がより広範なデバイス・カテゴリーでどのように活用できる可能性があるかについては、これまでほとんど議論されてきませんでした。

Packetcraft社とEzurio社は、より広い用途の一つのコンセプトとして、ヘッドセット、補聴器、産業用聴覚保護製品と直接通信し、アナウンス、読み上げ、情報、警告やアラームを提供できる「トーキングセンサー」、LE Audio、Auracast放送音声対応機器の可能性を強調していた。潜在的な用途としては、アラームシステム、ガスや煙の検知器、ドアベル、スマート家電、産業用センサー、ヘルスケア機器、その他の消費者向け製品など、音声情報をヘッドセットに直接送信できる機器が挙げられる。これを実現するため、両社は開発者がこの機能を追加し、新たなセンサーと耳朶の直接通信の可能性を探るのを支援するTalking Sensor Rapid Prototyping Kitを開発した。

ABI リサーチがBluetooth LE Audio： Market Opportunities and Challenges レポートで ABI リサーチが強調しているように、これらのソリューショ ンは、消費者、商業、産業環境において、私たちの環境や他の Bluetooth® 対応センサーデバイスと相互作用 する新しい方法を生み出す可能性があります。単一のLEチップを介したオーディオとデータストリームの組み合わせは、データ転送とオーディオストリーミング機能を組み合わせた全く新しいカテゴリーのデバイスを可能にする可能性があります。これにより、スマート家電やセンサーなど、より多くのデバイスに音声や音声コントロールを組み込み、スマートホームやその他のIoTデバイスと対話する新たな方法が開かれる可能性がある。

2010 年にブルートゥース® 4.0 仕様に LE 無線が登場し、ブルートゥース® テクノロジーの新たなアプリケーショ ンが創出されたのと同様に、LE オーディオはブルートゥース® オーディオ接続製品とのインタラクション方法を大 きく変える可能性を秘めており、今後 10 年間で相当な規模に拡大するであろう新たなオーディオ機器 の予期せぬ波に拍車をかける可能性があります。

しかし、これらのデバイスは、ヘッドセットにおけるLE Audioの採用が進むにつれて、時間の経過とともに出現する可能性が高く、企業がどのように革新し、データ転送とオーディオアプリケーションを組み合わせるかを予測するのは難しいでしょう。とはいえ、その可能性は依然として大きい。

執筆者： Andrew Zignani and Senior Analyst Reece Hayden （ABI Resaerch社）

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