存算一体芯片

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一文看懂“存算一体”
虎嗅· 2025-08-15 14:52
文章核心观点 - 存算一体(Compute In Memory,CIM)通过将存储和计算融合,旨在解决传统冯·诺依曼架构的"存储墙"和"功耗墙"问题,提升计算效率和能效比 [1][12][21] - 该技术尤其适合AI等高算力需求场景,市场规模预计从2023年到2029年以154.7%的年复合增长率增长,达到306.3亿美元 [30][46][79] 技术背景与问题 - 传统冯·诺依曼架构采用存算分离模式,存储与计算独立导致数据传输瓶颈 [2][10] - AI时代数据量爆炸式增长,暴露"存储墙"(数据传输速度远低于计算速度)和"功耗墙"(数据传输能耗占比高达63.7%)问题 [11][12][17] - HBM技术通过3D封装缩短存算距离,但未根本解决分离问题 [18][20] 技术原理与优势 - 存算一体模仿人脑结构,在存储单元内直接计算,减少数据搬运次数,提升效率并降低功耗 [21][22][48] - 适用于AI矩阵乘法和乘累加运算,能效比显著提升(如PRIME方案功耗降低20倍、速度提升50倍) [28][47][48] 技术分类 - 近存计算(PNM):通过封装集成存算单元(如HBM),但仍属存算分离,适用于AI、边缘计算等场景 [36][37][39] - 存内处理(PIM):在存储晶粒中集成算力(如HBM-PIM),适用于语音识别、基因匹配等 [40][42] - 存内计算(CIM):彻底融合存算单元,消除界限,是狭义存算一体,主要服务AI计算 [43][44][46] 存储介质与实现方式 - 易失性存储器(SRAM、DRAM)和非易失性存储器(Flash、RRAM、MRAM等)均可用于存内计算 [51][53][54] - SRAM适合大算力场景(高能效比),DRAM成本低但延迟大,Flash适合小算力场景 [54] - 新型存储器如RRAM(忆阻器)研究热度高,但面临工艺良率和可靠性挑战 [55][57][58] - 模拟存内计算能效高但误差大,适用于低精度场景(如可穿戴设备);数字存内计算精度高但功耗大,适用于云端AI [60][61] 应用场景 - AI相关领域:自然语言处理、图神经网络、智能决策等,对算力效率和能耗要求高 [62][65] - AIoT智能物联网:碎片化市场注重成本、功耗和开发难度,存算一体具备优势 [63][64] - 云端AI计算:替代GPU部分场景,存算一体ASIC芯片在能效和固定任务处理上潜力巨大 [65][66][67] - 延伸应用:感存算一体、类脑计算等新兴领域 [68] 发展历程与现状 - 概念最早于1969年提出,但受限于技术未落地 [23][24] - 2010年后关键技术突破(如忆阻器实现布尔逻辑),2016年PRIME方案验证能效提升 [26][27][28] - 2017年多家巨头推出原型系统,引发学术界和产业界热潮 [29] - 2023年清华大学研发出全球首颗全系统集成忆阻器存算一体芯片 [32] - 当前进入高速发展期,传统芯片巨头和创业企业(如苹芯科技、Mythic等)积极布局 [30][31][33] 市场规模与增长 - 预计2029年全球存算一体技术市场规模达到306.3亿美元,年复合增长率154.7% [79] - 技术正从理论研究走向产业落地,未来几年将涌现更多创新和企业 [33][80]
前沿科技产品集中亮相 上海杨浦向全球发出邀约
中国新闻网· 2025-06-10 16:35
前沿科技产品展示 - 垂直起降固定翼无人机采用油电混合动力 具备垂直起降和长距离巡航能力 翼展6.3米 载重30公斤 续航6小时 飞行距离700公里 可搭载高清摄像和应急通信设备 应用于应急救援 消防巡查 城市治理等领域 [1] - 腰部外骨骼机器人可避免工人腰椎和肌肉损伤 除工业上肢和腰部电动外骨骼外 公司计划2024年7月推出面向C端的消费级外骨骼机器人 聚焦助行场景 [1] - AI产品将助听器与AR眼镜结合 帮助听障人士"看见"声音 [1] - 展区还展示立体视觉扫描建模机器人 车载芯片 存算一体芯片 星载宽带激光通信终端等前沿科技产品 [1] 杨浦区科技产业支持 - 杨浦区推出14幅滨江地块 总占地面积约34公顷 包括"世界客厅""动韵桥芯""新质秀岸"等片区 [2] - 五角场市级副中心及大创智功能区推介2幅优质地块 占地约9公顷 [2] - 杨浦区与国家技术转移东部中心共同启动InnoMatch全球创新要素供应链平台 [2] - 上海市经信委表示将持续培育优良产业生态 加大科技成果招商力度 推动杨浦区建设科技成果转化高地 [2]
ICDIA创芯展将于7月11-12日在苏州召开,近百家本土芯片企业展示新产品新技术新应用
半导体行业观察· 2025-06-02 10:28
大会概况 - 第五届中国集成电路设计创新大会暨IC应用生态展(ICDIA创芯展)将于2025年7月11日-12日在苏州金鸡湖国际会议中心举办,主题为"自主创新•应用落地•生态共建" [1] - 大会聚焦AI大算力、光子集成电路、超异构计算、RISC-V生态、5G/6G半导体、AIoT与边缘计算、智能汽车与自动驾驶等前沿技术领域 [1] - 采用"1+1+4+1"模式:1场高峰论坛、1场AI开发者主题大会、4场分论坛(先进设计与创芯应用、汽车芯片与智能驾驶、AIoT与智联生态、产研项目与投资对接)、1场IC应用生态展 [1] 日程安排 - 7月10日:会议报到、联盟理事会、理事会晚宴 [2] - 7月11日:大会开幕式、高峰论坛、欢迎晚宴&2025中国强芯IC颁奖、AI开发者大会 [2] - 7月12日:4场专题论坛(先进设计与创芯应用、汽车芯片与智能驾驶、AIoT与智联生态、产学研合作与投资对接) [2] - 7月11-12日:IC应用生态展 [2] 高峰论坛亮点 - 主题为"智领未来、芯创生态",聚焦前沿技术突破、先进设计与工具、应用场景与产业化 [3] - 邀请行业顶级专家与企业领袖分享集成电路创新热点、产业机遇、技术突破路径与市场研判 [3] 技术专题内容 - AI驱动芯片设计、新兴计算范式、高端EDA与IP核、Chiplet与异构集成、开源与生态建设、低功耗与高可靠性设计 [6] - 智能汽车与自动驾驶、AIoT与边缘计算、高性能计算与数据中心 [6] - AI开发者大会涵盖AI大算力芯片、AI大模型、AI场景应用、AI机器人四大领域,聚焦深度学习、大数据处理、AI前沿技术与应用 [6] 展区设置 - 先进设计与强芯IC展区:展示EDA工具、IP核设计、RISC-V生态、5G/6G通信芯片、车规级芯片、AI加速芯片、存算一体芯片等 [11] - 设计创新联盟展区:华大半导体、中兴微电子、士兰微电子、紫光展锐、兆易创新等近百家联盟成员单位参展 [12] - 应用与智能生态展区:智能汽车、智慧医疗、AIoT生态、绿色能源相关芯片及解决方案 [13] - AI与机器人展区:人形机器人、工业机器人、AI大模型应用、AR/VR、边缘AI芯片设计应用 [14] 强芯评选活动 - 面向全国设计企业评选技术领先、竞争力强、质量可靠的中国创芯产品,推动国芯国用 [17] - 获奖产品将在ICDIA上发布与路演推广 [17]