近年来,万物互联和人工智能的发展加速了存算一体技术产品化进程,产业界对于存算一体最终的产品形态也在持续探索。未来存内计算产品将以单芯片和Chiplet两种形式共存。应用场景的多样性也将从物联网边缘端设备向大算力通用计算领域不断拓展,有望成为AI时代主流的计算架构。

1月11日,阿里巴巴达摩院发布《2023十大科技趋势》。达摩院2023年推出的十大科技趋势涵盖范式重置、产业革新和场景变化三大领域,具体为:多模态预训练大模型、Chiplet、存算一体、云原生安全、软硬融合云计算体系架构、端网融合的可预期网络、双引擎智能决策、计算光学成像、大规模城市数字孪生、生成式AI。

来源:达摩院

达摩院认为,多模态与训练大模型和生成式AI的价值已经开始在现实社会有所显现;Chiplet和存算一体等技术正在引起全社会的深入思考;云原生安全则提出了非常广阔的命题并需要越来越多的人投入其中才能予以兑现。

2023年,多元技术的协同并进驱动计算与通信的融合、硬件和软件的融合,应用需求的爆发驱动 AI 技术与行业的融合,数字技术与产业生态的融合,企业、个人与政府在安全技术与管理上的融合。科技进步与产业应用双轮驱动的融合创新已成为不可逆转的宏大趋势。

Chiplet

来源:达摩院

达摩院认为,Chiplet的互联标准将逐渐统一,重构芯片研发流程。

Chiplet是硅片级别的“解构-重构-复用”,它把传统的SoC分解为多个芯粒模块,将这些芯粒分开制备后再通过互联封装形成一个完整芯片。芯粒可以采用不同工艺进行分离制造,可以显著降低成本,并实现一种新形式的IP复用。

随着摩尔定律的放缓,Chiplet成为持续提高SoC集成度和算力的重要途径,特别是随着2022年3月份UCle联盟的成立,Chiplet互联标准将逐渐统一,产业化进程将进一步加速。基于先进封装技术的Chiplet可能将重构芯片研发流程,从制造到封测,从EDA到设计,全方位影响芯片的区域与产业格局。

面向后摩尔时代,Chiplet可能将是突破现有困境最现实的技术路径。Chiplet 可以降低对先进工艺制程的依赖,实现与先进工艺相接近的性能,成为半导体产业发展重点。从成本、良率平衡的角度出发,2D、2.5D和3D封装会长期并存;同构和异构的多芯粒封装会长期并存;不同的先进封装和工艺会被混合使用。Chiplet有望重构芯片研发流程,从制造到封测,从EDA到设计,全方位影响芯片产业格局。

象帝先计算技术有限公司副总裁王海洋表示,“Chiplet技术是提供芯片集成度、节约芯片成本、实现晶粒级可重用的最重要的方法。未来,Chiplet技术将在高性能计算、高密度计算等领域发挥着重要作用。先进的Chiplet技术将继续由代工厂主导,混合使用2D、2.5D、3D等先进封装技术将进一步提高产品性价比与竞争力。”

存算一体

来源:达摩院

达摩院认为,资本和产业双轮驱动,存算一体芯片将在垂直细分领域迎来规模化商用。

存算一体旨在计算单元与存储单元融合,在实现数据存储的同时直接进行计算,以消除数据搬移带来的开销,极大提升运算效率,以实现计算存储的高效节能。存算一体非常符合高访存、高并行的人工智能场景计算需求。

在产业和投资的驱动下,基于SRAM,DRAM,Flash存储介质的产品进入验证期,将优先在低功耗、小算力的端侧如智能家居、可穿戴设备、泛机器人、智能安防等计算场景落地。

未来,随着存算一体芯片在云端推理大算力场景落地,或将带来计算架构的变革。它推动传统的以计算为中心的架构向以数据为中心的架构演进,并对云计算、人工智能、物联网等产业发展带来积极影响。

目前,存算一体已经在产业细分领域掀起了创业浪潮,并受到投资界和产业界的关注和投入。存算一体在技术上向着高精度、高算力和高能效的方向发展。在资本和产业双轮驱动下,基于SRAM、NOR Flash等成熟存储器的存内计算将在垂直领域迎来规模化商用,小算力、低功耗场景有望优先迎来产品和生态的升级迭代,大算力通用计算场景或将进入技术产品化初期。基于非易失性、新型存储元件的存算一体依赖于工艺、良率的提升, 走向成熟预计需要5-10年。

华夏芯(北京)通用处理器技术有限公司董事长李科奕表示,“存算一体一直是高能效计算的重要技术之一。近年来,万物互联和人工智能的发展加速了存算一体技术产品化进程,产业界对于存算一体最终的产品形态也在持续探索。未来存内计算产品将以单芯片和Chiplet两种形式共存。应用场景的多样性也将从物联网边缘端设备向大算力通用计算领域不断拓展,有望成为AI时代主流的计算架构。”

责编:Jimmy.zhang
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