技术|阿里达摩院成功研发存算一体芯片_芯片|内存|一体|达摩|带宽|单元

IT之家 12 月 3 日消息，据阿里云官方发布，阿里达摩院成功研发存算一体芯片。这是全球首款基于 DRAM 的 3D 键合堆叠存算一体芯片。它可突破冯?诺依曼架构的性能瓶颈，满足人工智能等场景对高带宽、高容量内存和极致算力的需求。在特定 AI 场景中，该芯片性能提升 10 倍以上，效能比提升高达 300 倍。

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为什么要研发存算一体芯片？
随着人工智能应用场景的爆发，现有的计算机系统架构的短板逐渐显露，例如功耗墙、性能墙、内存墙等问题。
其主要症结在于：
一是数据搬运带来了巨大的能量消耗。在传统架构下，数据从内存单元传输到计算单元需要的功耗是计算本身的约 200 倍，因此真正用于计算的能耗和时间占比很低。
二是内存的发展远远滞后于处理器的发展。目前，处理器的算力以每两年 3.1 倍的速度增长，而内存的性能每两年只有 1.4 倍的提升。后者的性能极大地影响了数据传输的速度，这也被认为是传统计算机的阿克琉斯之踵。

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存算一体芯片是目前解决以上问题的最佳途径 —— 它类似于人脑，将数据存储单元和计算单元融合为一体，大幅减少数据搬运，从而极大提高计算并行度和能效。
这一技术早在 90 年代就被提出，但受限于技术的复杂度、高昂的设计成本以及应用场景的匮乏，过去几十年业界对存算一体芯片的研究进展缓慢。如今，达摩院希望通过自研创新技术解决算力瓶颈这一业界难题。
此外，存算一体芯片在终端、边缘端以及云端都有广阔的应用前景。例如 VR/AR、无人驾驶、天文数据计算、遥感影像数据分析等场景中，存算一体芯片都可以发挥高带宽、低功耗的优势。
从长远来看，存算一体技术还将成为类脑计算的关键技术。
实现存算一体的三种路线
实现存算一体有三种技术路线：