存算一體芯片:打破“內(nèi)存墻”,AI算力效率的下一個(gè)十年答案
在AI大模型參數(shù)突破萬(wàn)億級(jí)、算力需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的今天,傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)的“內(nèi)存墻”已成為制約AI發(fā)展的核心瓶頸。數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)單元與計(jì)算單元間的頻繁搬運(yùn),導(dǎo)致能耗占比高達(dá)60%以上,算力效率被嚴(yán)重束縛。而存算一體芯片的崛起,正以顛覆性架構(gòu)為AI算力效率打開全新維度。
突破物理極限,重構(gòu)算力范式
存算一體芯片通過(guò)將存儲(chǔ)與計(jì)算功能深度融合,徹底消除數(shù)據(jù)搬運(yùn)的物理屏障。以憶阻器存算一體芯片為例,其利用電阻變化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與邏輯計(jì)算的統(tǒng)一,在單個(gè)存儲(chǔ)單元內(nèi)即可完成乘加運(yùn)算。這種架構(gòu)使計(jì)算效率提升千倍以上,能效比突破100TOPs/W,較傳統(tǒng)ASIC芯片提升兩個(gè)數(shù)量級(jí)。在AI推理場(chǎng)景中,存算一體芯片可將能效提升至傳統(tǒng)方案的100倍,為邊緣端AI設(shè)備提供“零散熱”的算力支持。
產(chǎn)業(yè)落地加速,場(chǎng)景全域覆蓋
從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的跨越正在加速:華為昇騰系列芯片通過(guò)存算一體架構(gòu)實(shí)現(xiàn)單芯片千TOPs算力,支撐起萬(wàn)億參數(shù)大模型的實(shí)時(shí)推理;曦智科技光互連存算一體系統(tǒng)在招商銀行反欺詐場(chǎng)景中,將交易延遲壓縮至0.3毫秒;九天睿芯的感存算一體芯片ADAS20X,以20Tops/W的能效比同時(shí)處理圖像與事件數(shù)據(jù),成為自動(dòng)駕駛域控制器的核心組件。在云端,新華三推出的H3C UniPoD S80000超節(jié)點(diǎn),通過(guò)存算一體技術(shù)將萬(wàn)卡集群的算力利用率提升至92%,較傳統(tǒng)架構(gòu)提升40%。
生態(tài)協(xié)同進(jìn)化,開啟算力新紀(jì)元
存算一體芯片的爆發(fā)正推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈變革。中芯國(guó)際14nm工藝良率突破85%,支撐起存算一體芯片的規(guī)?;慨a(chǎn);中科曙光開發(fā)的存算一體編程框架,使傳統(tǒng)AI模型遷移成本降低70%;長(zhǎng)三角“感存算一體化”聯(lián)盟匯聚了50余家科研機(jī)構(gòu)與企業(yè),共同制定行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)預(yù)測(cè),到2030年全球存算一體芯片市場(chǎng)規(guī)模將突破500億美元,中國(guó)占比超40%,成為全球算力創(chuàng)新的核心引擎。
當(dāng)算力需求突破摩爾定律的物理邊界,存算一體芯片以架構(gòu)創(chuàng)新開辟了第三條技術(shù)路線。它不僅是破解“內(nèi)存墻”的鑰匙,更是重構(gòu)AI算力生態(tài)的基石。在這場(chǎng)算力革命中,中國(guó)正以全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新的姿態(tài),引領(lǐng)全球AI進(jìn)入“存算一體”新紀(jì)元。