存內(nèi)計算的主流技術(shù)路線
來源: 日期:2023-07-11 14:10:35
目前,存內(nèi)計算的主流技術(shù)路線分為3種,分別是Flash、靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)和阻變式存儲器(RRAM)。
選擇
SRAM,有著多方面的考量,包括SRAM對高端制程工藝有著比較好的兼容性,產(chǎn)品可靠性更高。同時,在下游的供應鏈環(huán)節(jié),公司可以更容易獲得流片的渠道、代工廠相關(guān)制程工藝的提供和穩(wěn)定性也有保障。
從應用層來看,考慮到在實際處理比較復雜的AI模型過程中,并不可能將全部模型一次性放入內(nèi)存中,反而是以“層”為單位進行數(shù)據(jù)處理。這樣,作為易失性存儲器的SRAM由于沒有擦寫次數(shù)上限,避開了一些非易失性存儲器面臨的內(nèi)存管理等難題。
但并不否認Flash和RRAM也有各自的優(yōu)勢,例如它們的存儲密度相對SRAM會更高,在學術(shù)界,曾有人提出RRAM一個存儲單元就相當于普通內(nèi)存11比特的存儲量,非常有吸引力;兩者都屬于非易失性存儲器,即使遭遇斷電,數(shù)據(jù)也不會遺失,相關(guān)的工藝和功耗表現(xiàn)也都十分出色。
行業(yè)內(nèi)近期的確出現(xiàn)了不少致力于存算一體化的公司,但各家的目標市場、底層技術(shù)路線、實現(xiàn)存算一體的路徑都不相同。事實上,目前還沒有看到任何一家的技術(shù)方案是完全一樣的,這是一個排列組合、百花齊放的過程。
曾有行業(yè)人士進行過預估,存內(nèi)計算大概會比現(xiàn)有芯片的理論極限再高出1000倍。這意味著存內(nèi)計算未來可能還有幾百、幾千倍的發(fā)展空間,各家公司從現(xiàn)有端側(cè)產(chǎn)品線向更高算力邁進的趨勢也應該會逐漸明朗起來。
AI只是陣列式運算加速的一部分,當一個小的存算內(nèi)核足夠穩(wěn)定,設計足夠優(yōu)秀的時候,我們可以通過堆疊的方式向大算力應用領(lǐng)域邁進。從底層器件角度分析,新興存儲器在過去幾年內(nèi)發(fā)展非??欤悸?、誤比特率(Bit Error Rate)提升幅度極大,像憶阻器這樣的技術(shù)有望在未來幾年內(nèi)成熟起來,帶動“混合計算”模式成為主流。
之所以會出現(xiàn)“混合計算”模式,是因為現(xiàn)在的計算機體系正呈現(xiàn)出類似金字塔式的分級架構(gòu),如果存算也參與了整個數(shù)據(jù)的計算和處理,那么存儲器也會有相應的層次結(jié)構(gòu)(Memory Hierarchy),例如基于RRAM去完成數(shù)據(jù)量較大的計算,而SRAM更適合那些追求速度或是精度的計算。以AI模型為例,內(nèi)部不同的計算密集型和存儲密集型運算,就應該尋找不同存儲介質(zhì)去完成各自所擅長的工作。
本文關(guān)鍵詞:SRAM
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