【阿里達摩院成功研發存算一體AI芯片】12月3日,阿里巴巴達摩院(以下簡稱達摩院)宣布,該院已成功研發存算一體人工智能(AI)芯片。達摩院介紹,該存算一體芯片集成了多項創新技術,是全球首款使用“混合鍵合3D堆曡技術”實現存算一體的芯片。這一新型架構芯片的誕生,將有望助力存算一體技術從概念走向落地。

在摩爾定律逐漸放緩的背景下,存算一體被認為是解決計算機性能瓶頸的關鍵技術之一。形象地說,存算一體芯片近似人腦,通過將數據存儲單元和計算單元融合,可大幅減少數據的傳輸和搬運,從而能極大地提高計算並行度和能效。然而,盡管存算一體技術早在20世紀90年代就被提出,但受限於技術的複雜度、高昂的設計成本以及應用場景的匱乏,過去幾十年,業界對存算一體芯片的研究進展緩慢。

據介紹,達摩院存算一體芯片內存單元采用異質集成嵌入式DRAM(SeDRAM),擁有超大帶寬、超大容量等特點;計算單元方面,達摩院研發設計了流式的定制化加速器架構,對推薦系統進行“端到端”的加速,包括匹配、粗排序、神經網路計算、細排序等任務。

“存算一體是顛覆性的芯片技術,它天然擁有高性能、高帶寬和高能效的優勢,可以從底層架構上解決後摩爾定律時代的芯片性能和能耗問題。”達摩院計算技術實驗室科學家鄭宏忠介紹說,達摩院存算一體芯片可滿足人工智能等場景對高帶寬、高容量內存和極致算力的需求;在特定AI場景(如推薦系統應用)中,該芯片性能提升10倍以上,能效比提升高達300倍。

過去70年,計算機一直遵循馮·諾依曼架構設計,運行時數據需要在處理器和內存之間來回傳輸。隨著時代發展,這一工作模式面臨較大挑戰:在人工智能等高並發計算場景中,數據來回傳輸會產生巨大的功耗。目前,內存系統的性能提升速度大幅落後於處理器的性能提升速度,有限的內存帶寬無法保證數據高速傳輸。

達摩院該技術的研究成果已被芯片領域頂級會議ISSCC 2022收錄,這一新型架構芯片未來有望廣汎應用於VR/AR、無人駕駛、天文數據計算、遙感影像數據分析等場景。http://t.cn/A6xNQvom

圖為達摩院存算一體芯片實拍

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