突破冯·诺依曼架构瓶颈！全球首款存算一体AI芯片诞生 性能提升10倍-600学习网

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在过去的70年里，计算机按照冯·诺依曼(von Neumann)架构设计，运行时数据需要在处理器和内存之间来回传输。

随着时代的发展，这种工作模式面临着巨大的挑战：在人工智能等高并发计算场景中，数据来回传输将产生巨大的功耗；目前，存储器系统的性能提升速度远远落后于处理器，有限的存储器带宽无法保证高速数据传输。

12月3日，Fast Technology获悉达摩研究所成功开发了新的架构芯片。该芯片是世界上第一个基于DRAM的3D键合堆栈存储器计算集成AI芯片，可以突破冯·诺依曼架构的性能瓶颈，满足AI和其他场景对高带宽.高容量存储器和极端计算能力的需求。

在特定的AI场景中，芯片的性能提高了10倍以上，能效比提高了300倍。

达摩堂存储与计算集成芯片

在摩尔定律逐渐放缓的背景下，内存和计算的集成已成为解决计算机性能瓶颈的关键技术。

存储器和计算集成芯片与人脑相似。数据存储单元和计算单元的集成可以大大减少数据处理，从而大大提高计算并行姓和能源效率。

这项技术早在20世纪90年代就被提出。然而，由于技术的复杂姓.高设计成本和缺乏应用场景，过去几十年来，业界在内存计算集成芯片的研究方面进展缓慢。

达摩研究所开发的存储与计算集成芯片集成了许多创新技术，是世界上第一个使用混合键合3D堆栈技术实现存储与计算整合的芯片。芯片的存储单元采用异构集成嵌入式DRAM(SeDRAM)，具有超带宽.超容量等特点；在计算单元方面，Damo Institute开发并设计了一个流式定制加速器架构，以端到端加速推荐系统，包括匹配.粗排序.神经网络计算.精细排序等任务。

由于整体架构的创新，芯片实现了高性能和低系统功耗。在推荐系统的实际应用中，与传统CPU计算系统相比，内存计算集成芯片的性能提高了10倍以上，能效提高了300倍以上。该技术的研究成果已被纳入芯片领域顶级会议ISSCC 2022，未来可用于VR/AR.无人驾驶.天文数据计算.遥感图像数据分析等场景。

郑洪忠，达摩研究所计算技术实验室的科学家，说：”存储和计算的集成是一种颠覆姓的芯片技术。它自然具有高性能.高带宽和高能效的优点。它可以从底层架构上解决后摩尔定律时代的芯片性能和能耗问题。达摩研究所开发的芯片将这项技术与场景紧密结合，实现了高性能.低功耗和低功耗他完美地集成了内存.计算和算法应用。”

据报道，达摩学院的计算技术实验室专注于芯片设计方法和新的计算机架构技术，并取得了许多领先成果，在ISSCC.ISCA.MICRO.HPCA等顶级会议上发表了许多论文。

冯·诺依曼和冯·诺伊曼计算机

作者：赵辉来源：快速科技