近日,在上海舉辦的世界人工智能大會上,以華為為核心的昇騰AI生態,公布了在科學領域和全國算力一張網建設方面的新成果。事實上,早在2021年9月,中國信息通信研究院發布的《中國算力發展指數白皮書》中,已經強調了算力在數字經濟時代的基礎性作用:數字時代的關鍵資源是數據、算力和算法,其中數據是新生產資料,算力是新生產力,算法是新生產關系,三者構成數字經濟時代最基本的生產基石。
實際上,當大洋彼岸的美國對中國芯片半導體產業一步步封鎖,通過不斷干預中國購買光刻機、組建“芯片聯盟”阻礙中國發展先進半導體產業以來,中國就在為擺脫芯片受制于人的局面大力推動產業創新。一批擁有國產自主研發能力的半導體企業主動或被動地走入了大眾視野。
創立于2020年,以存算一體AI大算力芯片技術作為突破口的億鑄科技便是其中之一,作為國內首家研發基于ReRAM(RRAM)全數字存算一體AI大算力芯片的企業,在摩爾定律逼近物理極限的情況下,嘗試通過架構創新突破馮·諾伊曼瓶頸,成為中國AI芯片創業大軍中的革新者,也為解決國內AI算力尤其是大算力的困局提供了新的方向。
當前在全球范圍內,對存算一體的產業研究興起,海外巨頭諸如英特爾、三星、IBM、東芝、SK海力士等都在進行相關領域的布局和產品研發。在億鑄科技首席技術官Debu看來,由于存儲器件以及配套工藝發展等原因,此前的存算一體芯片多基于Flash通過模擬計算的方式實現,后來出現了基于SRAM的存算一體技術。這些技術無疑為存算一體架構和生態發展做出了很大的貢獻,他們不僅向業界證明了存算一體技術的可實現性以及價值,同時也為存算一體生態的建設做了很多基建工作。
“以全數字化的方式將ReRAM應用于存算一體AI大算力芯片?!眱|鑄科技創始人、董事長兼CEO熊大鵬表示,ReRAM這一新型憶阻器具有非易失性、面積小、密度高、成本低、功耗低、讀寫速度快等一系列優點。“初代產品可以基于28納米工藝實現同等算力、10倍能效比,同時擁有更低的軟件生態兼容和建設成本,而且選擇的憶阻器未來有很大的成長空間,這些都是支撐未來發展動力以及確定性的重要因素?!?/p>
隨著AI的場景變得越來越普及以及多元化,算法模型也變得越來越復雜,社會對算力的需求遠超我們想象。根據《中國算力發展指數白皮書》,2020年,全球算力總規模達到429EFlops(每秒峰值速度,下同),增速達到39%,據IDC預測,2025年全球物聯網設備數將超過400億臺,產生數據量接近80ZB,預估未來五年全球算力規模將以超過50%的速度增長,到2025年整體規模將達到3300EFlops。其中,中國2021年的AI芯片市場規模超過400億元人民幣,其中AI推理計算占比超50%,預計未來5年復合年均增長率超40%。
但國家對碳達峰、碳中和的戰略目標設定又要求AI算力在不斷攀升的同時,還要實現能效比的快速提升,如此,才能既滿足市場對AI算力的要求、又滿足國家對能源結構性優化的要求。熊大鵬認為,在傳統異構AI芯片面臨工藝摩爾墻的技術瓶頸、算法模型日益復雜和龐大、能耗使用監管日益嚴格的大背景下,存算一體AI芯片有著不可多得的歷史發展機遇,這也讓存算一體這一先進計算架構成為前沿研究熱點,存算一體及AI大算力芯片也即將迎來了行業爆發的契機。
全數字化存算一體技術可切實將存算一體架構在大算力、高能效比的芯片平臺應用并落地,這一技術通過稀疏化的設計原理以及無需AD/DA(數模轉換)部分,將芯片的面積和能耗用于數據計算本身,從而實現大算力和高精度的多維度滿足。
芯片半導體領域發展至今,已成為全鏈高度耦合的產業,各個環節唇齒相依、缺一不可。但通過架構的創新,基于可國產化的產業配套,為業界提供大算力、超高能效比、易部署的AI大算力芯片產品,在不改變數據中心物理空間和既有基建的前提下,大大提升算力密度,以及能效比,為國內產業的智能化發展貢獻出力量。