我国首颗软件定义三维近存计算AI芯片亮相,突破制程限制
7月13日,上海。
我国首颗采用软件定义与三维近存计算架构的AI芯片正式发布。
基于14纳米制程实现每秒520万亿次浮点运算,访存带宽达6.4TB/s,通过架构创新缓解存储墙瓶颈,走出不依赖极致制程的高端算力路线。
中国半导体行业协会专家表示,该芯片的架构突破为国产AI芯片发展提供了新技术路径,对提升高端算力自主可控能力具有重要意义。

什么是软件定义
软件定义,就是芯片的功能可以通过软件来定义。
传统芯片的功能是固定的,设计好之后就不能改变了。而软件定义芯片,功能可以通过软件升级来改变,像软件一样灵活。这意味着芯片的生命周期更长,可以通过软件更新来提升性能和功能。
什么是三维近存计算
三维近存计算,是一种新的芯片架构。
传统芯片中,计算单元和存储单元是分开的。计算的时候需要从存储单元读取数据,计算完再写回去,这个过程很慢。
三维近存计算则把存储单元放在计算单元旁边,甚至集成在一起。数据不需要在计算单元和存储单元之间来回传输,速度大大提升。
访存带宽达6.4TB/s,这个数字很惊人。
14纳米制程实现高端算力
这是最让人惊讶的地方。
这颗芯片采用14纳米制程,但实现了每秒520万亿次浮点运算。
目前主流AI芯片如英伟达的H100采用4纳米制程,每秒浮点运算大约在3万亿次左右。这颗14纳米芯片的算力虽然不如H100,但考虑到制程差距,这个性能已经非常出色了。
更重要的是,14纳米制程是我国可以自主生产的,不需要依赖EUV光刻机。

存储墙瓶颈
存储墙,是AI芯片发展的一个重要瓶颈。
随着模型越来越大,需要处理的数据越来越多。存储单元和计算单元之间的数据传输速度跟不上计算单元的运算速度,导致计算单元经常处于等待状态。
三维近存计算架构通过把存储单元靠近计算单元,缓解了这个问题。数据传输距离变短,速度变快,计算单元可以更充分地利用。
不依赖极致制程的路线
这颗芯片的发布,证明了一条新的技术路线:不一定需要最先进的制程,通过架构创新,同样可以实现高端算力。
这对中国半导体产业来说非常重要。因为最先进的EUV光刻机我们买不到,但14纳米制程我们可以自主生产。通过架构创新,我们可以在现有制程条件下实现尽可能高的算力。
对国产AI芯片的意义
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维度 |
传统路线 |
新路线 |
|---|---|---|
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制程依赖 |
依赖最先进制程 |
不依赖极致制程 |
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技术路径 |
追赶制程 |
架构创新 |
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自主可控 |
受限于光刻机 |
完全自主 |
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发展速度 |
受外部限制 |
内部可控 |
新路线为国产AI芯片发展提供了新思路:不一定要跟着别人的脚步走,可以走出自己的路。
未来的发展
这颗芯片只是一个开始。
随着架构创新的深入,未来可能会有更多基于14纳米或更先进制程但非极致制程的AI芯片出现。这些芯片虽然在绝对性能上可能不如最先进的芯片,但胜在自主可控、成本更低,在很多场景下已经足够用了。
14纳米制程,520万亿次浮点运算。
这颗芯片的发布,是中国半导体产业的一个里程碑。它证明了,即使没有最先进的光刻机,我们依然可以通过架构创新实现高端算力。
这是一条新的技术路线,一条不依赖外部的路线,一条自主可控的路线。
中国芯片产业,正在走出自己的路。
夜雨聆风