这份文档探讨了存算一体技术,分析了不同存储介质和计算信号类型下的技术方案,并列举了存算一体技术面临的主要挑战。
主要内容:
- 不同存储介质下的存算一体技术:
SRAM: 计算精度高,但存储密度低,静态电流大。
eDRAM: 存储密度高,但计算吞吐量低。
Flash: 支持多bit存储,但工艺微缩困难,读取速度慢。
RRAM/PCM/MRAM: 与CMOS工艺兼容,适合端测和边缘计算,但大规模应用依赖于器件工艺提升。 - 不同计算信号类型下的存算一体技术:
数字域: 计算精度高,但难以实现高算力。
电流域: 算力密度和存储密度高,但计算精度低。
电荷域: 计算精度相对较高,但存储密度受电容限制。
时域: 信号裕度大,但存储单元结构复杂,降低存储密度。 - 存算一体技术的主要评价指标:
算力、能量效率、面积效率、算力密度、存储密度
发展趋势: 算力和能量效率近年来呈快速上升趋势。
综合评价指标: 能效和存储密度的乘积、能效和算力密度的乘积、考虑输入输出数据精度的指标。 - 存算一体技术面临的主要挑战:
读扰乱问题
权重单元密度有限
计算电路开销大
多bit计算实现开销大
计算精度受工艺波动影响大
多核芯片高效流水实现困难
软件工具链需进一步优化
总结:
存算一体技术在边缘端和云端AI计算领域具有巨大潜力,但仍面临诸多挑战。未来需要跨层次协同研究,提升器件工艺、电路、架构和软件工具链,才能实现更强大高效的算力。