armnn

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AI 解读 由 AI 自动生成,仅供参考

Arm NN 是一款专为 Android 和 Linux 系统打造的高性能机器学习推理引擎,旨在加速 Arm Cortex-A CPU 和 Mali GPU 上的模型运行。它充当了主流神经网络框架与低功耗 Arm 硬件之间的桥梁,帮助开发者将训练好的模型高效部署到移动端和嵌入式设备上,解决了通用机器学习库在 Arm 架构上执行效率不足的痛点。

需要注意的是,Arm NN 目前已进入维护末期(Legacy 项目),官方不再提供功能更新或安全补丁,因此建议仅在受信任的环境中使用。对于追求极致性能的开发者而言,Arm NN 依然具有独特价值:它基于 Arm Compute Library 进行了深度的架构特定优化(如支持 SVE2 指令集),并支持通过 TF Lite Delegate 让 Python 开发者轻松调用加速能力。此外,它还提供了针对 Ethos-N NPU 的驱动支持。

这款工具主要适合需要在 Arm 平台上进行模型部署优化的软件工程师、嵌入式开发人员以及算法研究人员。如果您正在寻找一种能够充分利用 Arm 硬件算力、且对 C++17 环境友好的开源方案,Arm NN 仍是一个值得参考的技术选择,尤其是在构建定制化推理流程时,其灵活的编译选项能帮助您精确控制所需组件。

使用场景

某边缘计算团队正在为基于 Arm Cortex-A 处理器的智能安防摄像头部署实时人脸检测模型,需在资源受限的 Linux 环境下保证高帧率运行。

没有 armnn 时

  • 通用机器学习库无法利用 Arm 架构特有的 SVE2 指令集,导致 CPU 算力浪费,推理延迟高达 200 毫秒。
  • 模型在 Mali GPU 上运行时缺乏专用优化,功耗激增导致设备发热严重,不得不降低摄像头采集频率。
  • 从 TensorFlow 或 PyTorch 迁移模型到嵌入式环境需重写大量底层算子代码,开发周期延长数周。
  • 面对复杂的网络结构,现有方案算子支持不全,被迫裁剪模型精度,致使漏检率上升。

使用 armnn 后

  • armnn 通过 Arm Compute Library 深度调用 SVE2 指令集,将单帧推理时间压缩至 40 毫秒以内,实现流畅的 25 FPS 实时检测。
  • 借助对 Mali GPU 的硬件感知调度,同等算力下功耗降低 40%,设备可长时间稳定运行而不过热。
  • 利用 armnn 提供的 TF Lite Delegate,开发者仅需几行 Python 代码即可加载并加速现有模型,无需修改原始网络结构。
  • armnn 覆盖了广泛的 ML 算子,完整保留模型精度,显著提升了复杂光照条件下的识别准确率。

armnn 通过架构级优化打通了算法框架与 Arm 硬件间的性能壁垒,让边缘设备也能拥有云端般的推理效率。

运行环境要求

操作系统
  • Linux
  • Android
GPU
  • 非必需
  • 支持 Arm Mali GPU(通过 Arm Compute Library 加速),不支持 NVIDIA CUDA
  • 针对 Arm Ethos-N NPU 需额外驱动
内存

未说明

依赖
notes1. 该项目已停止维护(Legacy project),不再提供安全补丁或功能更新,建议仅在受信任的环境中使用。 2. 核心架构为 ARM(Cortex-A CPU, Mali GPU),不兼容 x86 架构。 3. 推荐使用 TF Lite Delegate 以获得最广泛的算子支持。 4. 提供预编译二进制包(Android API 30-34, Linux Ubuntu 20.04)及基于 Docker 的构建工具。 5. 代码基于 C++17 编写。
python未说明具体版本,但支持通过 Python 接口使用 Arm NN TF Lite Delegate
Arm Compute Library (ACL)
CMake
TensorFlow Lite
ONNX
Ethos-N NPU Driver (可选,针对 NPU)
Android NDK (仅 Android 构建需要)
armnn hero image

快速开始


Arm NN Logo

Arm NN

Arm NN 现已成为一个遗留项目,不再由 Arm 积极维护。因此,预计不会再有任何更新,包括安全补丁和功能改进;用户应意识到,该项目可能无法抵御不受信任的输入或恶意环境。相应地,强烈建议仅在可信环境中使用 Arm NN

Arm NN 是适用于 Android 和 Linux 的 性能最优 的机器学习(ML)推理引擎,可在 Arm Cortex-A CPU 和 Arm Mali GPU 上加速 ML 推理。该 ML 推理引擎是一个开源 SDK,旨在弥合现有神经网络框架与高效能 Arm IP 之间的鸿沟。

Arm NN 凭借 针对 Arm 架构的优化(例如 SVE2),通过利用 Arm 计算库 (ACL),其性能优于通用 ML 库。为了支持 Arm Ethos-N NPU,Arm NN 使用了 Ethos-N NPU 驱动程序。对于 Arm Cortex-M 的加速,请参阅 CMSIS-NN

Arm NN 使用可移植的 C++17 编写,并采用 CMake 进行构建,从而能够在多种主机环境中为广泛的目标平台进行构建。Python 开发人员可以通过我们的 Arm NN TF Lite 委托 与 Arm NN 进行交互。

快速入门指南

Arm NN TF Lite 委托提供了 Arm NN 中最广泛的 ML 操作符支持,是加速 ML 模型的简便方法。要开始使用 TF Lite 委托,首先请下载最新版本 Arm NN 的 预编译二进制文件。然后,使用 Python 解释器将您的 TF Lite 模型加载到 Arm NN TF Lite 委托中,并运行加速推理。有关如何使用 Arm NN TF Lite 委托加速 TF Lite 模型的信息,请参阅 GitHub 上的 快速入门指南,或更全面的 Arm 开发者指南

我们为 Arm NN 提供 Debian 软件包,这是一种快速开始使用 Arm NN 和 TF Lite 解析器的方式(尽管其 ML 操作符支持不如 TF Lite 委托广泛)。此处提供了一份安装指南 here,其中介绍了如何为 Ubuntu 20.04 安装 Arm NN 核心组件和 TF Lite 解析器。

若要从头开始构建 Arm NN,我们提供了 Arm NN 构建工具。该工具由 参数化 Bash 脚本 和一个用于构建 Arm NN 及其依赖项(包括 Arm 计算库 (ACL))的 Dockerfile 组成。作为一种用户友好的构建方式,该工具取代了现有的大多数 Arm NN 构建指南。从头构建 Arm NN 的主要优势在于,您可以 精确选择要构建的组件,以满足您的 ML 项目需求

预编译二进制文件

操作系统 架构特定发布归档(下载)
Android 11 “R/红丝绒蛋糕”(API 级别 30)
Android 12 “S/雪糕筒”(API 级别 31)
Android 13 “T/提拉米苏”(API 级别 33)
Android 14 “U/倒扣蛋糕”(API 级别 34)

Arm NN 还为 Android 提供了预编译的多 ISA 二进制文件。v8a 二进制文件支持从基础 v8a 架构及其以上版本。 v8.2a 二进制文件则支持从 v8.2a 及其以上版本。这些二进制文件包含了对 SVE、SVE2、FP16 以及部分点积内核的支持。 这些内核需要相应的硬件才能正常运行。

多 ISA 架构 发布归档(下载)
Linux Arm v8a
Linux Arm v8.2a
Android 31 v8a
Android 31 v8.2a

软件概述

Arm NN SDK 支持 TensorFlow Lite (TF Lite) 和 ONNX 格式的机器学习模型。

Arm NN 的 TF Lite Delegate 通过 Python 或 C++ API 加速 TF Lite 模型。支持的 TF Lite 运算符由 Arm NN 加速,而不支持的运算符则会委托(回退)到参考的 TF Lite 运行时——从而确保对大多数机器学习运算符的支持。使用 Arm NN 的推荐方式是将您的模型转换为 TF Lite 格式,并使用 TF Lite Delegate。有关如何使用 TF Lite Delegate 的更多信息,请参阅快速入门指南

Arm NN 还提供了 TF Lite 和 ONNX 解析器,它们是用于将 TF Lite 或 ONNX 模型集成到您的机器学习应用程序中的 C++ 库。请注意,与 Arm NN 的 TF Lite Delegate 相比,这些解析器并不提供广泛的机器学习运算符支持。

Android 平台的机器学习应用开发者有多种方式可以使用 Arm NN:

Arm 还提供了一个 Android-NN-Driver,它实现了 Android NNAPI 的硬件抽象层 (HAL)。当 Android NN Driver 集成到 Android 设备上时,Android 应用程序中使用的机器学习模型将自动由 Arm NN 加速。

有关 Arm NN 组件的更多信息,请参阅我们的文档

有关常见问题解答和故障排除建议,请参阅FAQ,或查看之前的GitHub 问题

参与贡献

参与的最佳方式就是使用我们的软件。如果您需要帮助或遇到问题,请在 GitHub 上提交一个问题。您也可以随意浏览我们现有的任何问题。我们也欢迎对文档提出反馈意见。

没有志愿者愿意实现的功能请求会被关闭,但会打上“寻求帮助”的标签,这些请求可以在这里找到。一旦您找到合适的问题,可以重新打开它并添加评论,以便 Arm NN 的工程师知道您正在处理该问题,并能为您提供帮助。

功能实现后,“寻求帮助”标签将会被移除。

贡献

Arm NN 项目欢迎各方贡献。有关如何为 Arm NN 做出贡献的详细信息,请参阅贡献者指南

特别是如果您希望在我们的 CPU、GPU 和 NPU 后端之外实现自己的后端,我们提供了后端开发指南:后端开发指南动态后端开发指南

免责声明

armnn/tests 目录包含 Arm NN 开发过程中使用的测试。其中许多测试依赖于第三方 IP、模型 protobuf 文件以及未随 Arm NN 一起分发的图像文件。部分测试的依赖项可在互联网上免费获取,供有兴趣进行实验的人使用,但这些测试无法直接运行。

许可证

Arm NN 采用 MIT 许可证进行授权。更多相关信息请参阅 LICENSE。本项目的贡献也接受相同的许可证。

个别文件中并未包含完整的许可证文本,而是使用以下标签:

SPDX-License-Identifier: MIT

这使得可以根据此处提供的 SPDX 许可证标识符对许可证信息进行机器处理:http://spdx.org/licenses/

包容性语言承诺

Arm NN 遵循 Arm 的包容性语言政策,据我们所知,不包含任何不包容性的语言。

如果您发现任何令您担忧的内容,请发送电子邮件至 terms@arm.com

第三方工具

Arm NN 使用的第三方工具如下:

工具 许可证 (SPDX ID) 描述 版本 来源
cxxopts MIT 一个轻量级的 C++ 选项解析库 3.1.1 https://github.com/jarro2783/cxxopts
doctest MIT 一个仅包含头文件的 C++ 测试框架 2.4.6 https://github.com/onqtam/doctest
fmt MIT {fmt} 是一个开源格式化库,为 C stdio 和 C++ iostreams 提供了一种快速且安全的替代方案。 8.30 https://github.com/fmtlib/fmt
ghc MIT 一个仅包含头文件、兼容 std::filesystem 的辅助库 1.3.2 https://github.com/gulrak/filesystem
half MIT 符合 IEEE 754 标准的 16 位半精度浮点数库 1.12.0 http://half.sourceforge.net
mapbox/variant BSD 一个仅包含头文件的 'boost::variant' 替代品 1.1.3 https://github.com/mapbox/variant
stb MIT 图像加载、缩放和写入工具 2.16 https://github.com/nothings/stb

构建标志

Arm NN 在其代码中使用了以下与安全性相关的构建标志:

构建标志
-Wall
-Wextra
-Wold-style-cast
-Wno-missing-braces
-Wconversion
-Wsign-conversion
-Werror

版本历史

v26.012026/01/23
v25.112025/11/10
v25.022025/02/19
v24.112024/11/29
v24.082024/08/28
v24.052024/05/30
v24.022024/02/22
v23.112023/11/23
v23.082023/08/24
v23.052023/05/22
v23.022023/03/09
v22.11.012023/01/23
v22.112022/11/28
v22.082022/08/25
v22.05.012022/06/20
v22.052022/05/26
v22.022022/03/03
v21.112021/11/22
v21.082021/08/26
v21.052021/05/20

常见问题

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