存算一體芯片,是一種新型芯片架構,集成存儲與計算功能。傳統計算機利用處理器(CPU/GPU)進行計算,利用存儲器進行數據存儲,處理器與存儲器分離,存在數據傳輸過程。存算一體芯片將存儲單元與計算單元集成于一體,可以大幅提升數據處理效率。
在人工智能、萬物互聯背景下,存算一體芯片可應用場景極為廣泛,可以應用在可穿戴智能設備、智能家居、自動駕駛、智能交通、數據中心、機器學習、虛擬現實、云計算、邊緣計算等眾多領域。
2023年10月,我國清華大學團隊取得重大技術突破,研制出全球首顆全系統集成的、支持高效片上學習的憶阻器存算一體芯片,有望促進人工智能、自動駕駛、可穿戴設備等領域發展。
從產業化發展來看,我國存算一體芯片布局企業主要有恒爍股份、得一微電子、億鑄科技、千芯科技、閃易半導體、蘋芯科技、知存科技、智芯科等。恒爍股份布局的存算一體芯片業務包括基于NOR FLASH的存算一體AI芯片、基于SRAM的存算一體AI芯片,其中基于NOR FLASH的存算一體AI芯片已經成功實現流片驗證。
新思界
行業分析人士表示,為提高數據處理效率,近數據處理、邊緣計算等技術受到關注。近數據處理是利用存儲器執行數據處理任務,邊緣計算是靠近數據源執行數據存儲與計算任務,二者的目的都是減少數據傳輸需求,以提高數據處理速度。憑借兼具存儲與計算功能的優點,存算一體芯片在近數據處理、邊緣計算領域擁有廣闊發展空間。
2024年8月,我國工信部發布國家重點研發計劃“先進計算與新興軟件”重點專項2024年度項目申報指南,將基于存算一體的分布式近數據處理計算系統列入,提出研究基于存算一體的近數據計算芯片的微架構、電路拓撲和編譯技術,研究基于存算一體的近數據智能計算架構技術與原型芯片。
中國科學院微電子研究所張鋒團隊設計了一款可轉置的近似精確雙模浮點存算一體宏芯片,在28nm CMOS工藝下流片,支持BF16、FP8浮點精度運算及INT8、INT4定點精度運算,是支持本地訓練的存算一體技術,可以制造邊緣智能計算設備,用來部署神經網絡,2025年2月該研究成果入選ISSCC 2025。