スマートフォンから産業用エッジコンピューターに至るまで、ARM®アーキテクチャは世界中で数十億のデバイスを動かしています。効率を最優先した設計と柔軟なライセンスモデルで知られるARM®は、モバイルプロセッサからAIエッジコンピューティング、産業用コントローラ、さらにはデータセンターへと急速に拡大しています。
このブログでは、ARM®アーキテクチャとは何か、その主な機能、NVIDIA Jetson™のようなプラットフォームとの違い、そして従来のx86システムとの比較について詳しく説明します。
ARMアーキテクチャとは？
ARM (Advanced RISC Machine)は、RISC (Reduced Instruction Set Computing)の原則に基づいて構築されたCPUアーキテクチャの一種であり、シンプルさ、電力効率、速度を重視しています。x86プロセッサのような複雑な命令を実行する代わりに、ARMコアはよりシンプルで効率的な命令を処理し、処理をより容易かつ高速に行います。
主な特徴:
- RISCベース: より少ない命令をより効率的に実行します。
- ライセンスベースのモデル: ARM® Holdingsは、Qualcomm、Apple、MediaTekなどのメーカーにアーキテクチャをライセンス供与しています。
- 組み込みシステム、IoTデバイス、モバイルプロセッサ、そしてAIエッジデバイスやサーバーでの採用が増加しています。
ARMの台頭は、特にエッジでのファンレス、低消費電力、費用対効果の高いコンピューティングの必要性によって促進されました。
ARMアーキテクチャの主要技術と機能
ARMアーキテクチャが様々な業界でこれほど人気を博しているのはなぜでしょうか？
電力効率
ARMチップは最小限の電力消費に最適化されており、熱制約やバッテリー駆動が一般的なエッジコンピューティングに最適です。
スケーラブルな設計
超軽量のマイクロコントローラからサーバーグレードのマルチコアCPUまで、ARMは性能層全体にわたる柔軟性を提供します。
ARM® TrustZone®
セキュアブートと実行を可能にするハードウェアベースのセキュリティ機能で、IoTおよび産業システムにとって重要です。
ヘテロジニアス・コンピューティング (big.LITTLE)
高性能コアと低消費電力コアを1つのチップに統合し、インテリジェントなタスク管理と省電力を実現します。
統合型System-on-Chip (SoC)設計
ほとんどのARMベースのシステムは、CPU、GPU、メモリ、接続機能をコンパクトなシングルチップに統合しており、スペースに制約のある産業用デバイスに最適です。
ARMベースコンピュータ vs NVIDIA Jetson Orinモジュール
すべてのARMシステムは似ていると考える人が多いですが、Jetsonモジュールは全く異なる種類のエッジワークロード向けに構築されています。その違いを示すため、Rockchip RK3568Jのような汎用ARMベースプロセッサと、NVIDIA Jetson OrinのようなAI中心のプラットフォームを比較してみましょう。
| 特徴 | ARMベース Rockchip RK3568J | NVIDIA Jetson Orin |
| 用途 | 組み込み制御、産業オートメーション、HMIシステム | AI/ML推論、ロボット工学、コンピュータビジョン |
| コア | クアッドコアARM® Cortex®-A55 | ARM® Cortex®-A78AE + NVIDIA® Ampere GPU |
| アクセラレーション | 統合型NPU (0.8 TOPS)、オプションのVPU | 高性能GPU + Tensorコア (最大275 TOPS) |
| ソフトウェアスタック | Linux, Android, Debian, Yocto Project | JetPack SDK, CUDA, TensorRT, DeepStream |
| ユースケース | スマートキオスク、IIoTゲートウェイ、費用対効果の高いエッジAI | 自律システム、AI検査、AGV/AMR |
要するに、両プラットフォームはARMベースですが、RK3568Jは、統合型NPUのおかげで、控えめなAI機能を備えた効率的なエッジコンピューティングに最適化されています。一方、Jetson Orinモジュールは、複雑なリアルタイム推論タスク向けに構築されたGPUアクセラレーテッド並列処理を提供します。
ARM vs. x86アーキテクチャ: 何が違うのか？
ARMがエッジコンピューティングやエンタープライズサーバーにまで拡大するにつれて、ARM vs. x86の議論はより重要になっています。
| 特徴 | ARM | x86 |
| アーキテクチャの種類 | RISC | CISC (複合命令セット) |
| パフォーマンス | 特定のタスクに最適化 | より高い汎用パフォーマンス |
| 電力効率 | 低い | 高い |
| コストとサイズ | 小型、統合型SoC | 一般的に大きなフットプリント |
| ソフトウェア互換性 | 成長するLinuxエコシステム | 成熟したWindows/Linuxサポート |
産業用アプリケーションでは、ARMは分散型のエッジ中心の展開に理想的であり、x86は高性能な集中型システムで優位を占めています。
産業用コンピューティングにおいてARMが重要な理由
産業システムが分散化、接続化、インテリジェント化するにつれて、電力効率が高く、コンパクトで、アプリケーション固有のコンピューティングに対するニーズはかつてないほど高まっています。Rockchip RK3568JのようなARMベースのプロセッサは、リアルタイムでエッジ中心のワークロードに必要なコンピューティングとAIアクセラレーションを適切な量で提供することで、この変化を可能にしています。
電力消費の大きいx86システムやGPUを多用するプラットフォームとは異なり、ARMソリューションはパフォーマンス、低発熱、統合の柔軟性のバランスを提供し、以下の用途に最適です。
- スマートキオスクとHMIパネル
- 産業用ゲートウェイとエッジコントローラ
- 軽量AI処理を伴う半自律システム
同時に、ロボット工学やビデオ分析のようなAIを多用するワークロードの場合、NVIDIA JetsonのようなARMプラットフォームは、ARMコアと強力なGPUを組み合わせることで、物理AIアプリケーションの可能性を広げています。
コスト効率に優れたRK3568Jのような組み込みプラットフォームが必要な場合でも、GPUで高速化されたJetsonモジュールが必要な場合でも、ARMは工場自動化から自律型輸送システムまで、産業用ユースケース全体で拡張できるアーキテクチャの柔軟性を提供します。
2026年第1四半期登場：Premio初のARMベース産業用ソリューション
PremioのNVIDIA Jetson Orinソリューション
