近年來,存算一體芯片備受關(guān)注,該芯片結(jié)合存儲和計算功能,具有廣闊的應(yīng)用前景。存算一體依托的存儲介質(zhì)呈現(xiàn)多樣化,包括易失性存儲器(如SRAM、DRAM)和非易失性存儲器(如NOR Flash)。不同存儲介質(zhì)各有各的優(yōu)點和短板,如NOR Flash具有低成本和高可靠性,但存在工藝制程瓶頸;DRAM成本低、容量大,但速度慢且需要不斷刷新;SRAM在速度方面有優(yōu)勢,但容量密度小且價格高。目前,多數(shù)廠商傾向于采用技術(shù)成熟的SRAM設(shè)計存算一體芯片,但部分廠商也會采用“多駕馬車”并驅(qū)的策略。
存算一體計算還可以根據(jù)電路技術(shù)路徑進行分類,包括數(shù)字存算和模擬存算。數(shù)字存算適合大規(guī)模高計算精度芯片的實現(xiàn),并具有較好的運算靈活性和通用性,但要求存儲單元內(nèi)容以數(shù)字信號形式呈現(xiàn)。而模擬存算在計算精度較低的條件下可以提高能量效率,并能搭載任意存儲單元,但關(guān)鍵模擬模塊的轉(zhuǎn)換精度相對固定,并且不同模擬計算方式可能存在計算誤差,擴展性存在一定挑戰(zhàn)。
近年來,存算一體領(lǐng)域在學術(shù)界進行了大量探索,提出了多種加速器架構(gòu),并制備了存算一體芯片原型。在國內(nèi),也涌現(xiàn)出了一批存算一體初創(chuàng)企業(yè),研發(fā)了基于不同存儲器(如SRAM、閃存、RRAM)的存算一體芯片,并已有產(chǎn)品問世。
然而,存算一體芯片仍面臨諸多挑戰(zhàn)。在芯片設(shè)計方面,架構(gòu)設(shè)計的難度和復(fù)雜度較高,同時缺乏成熟的存算一體軟件編譯器、專用EDA工具輔助設(shè)計與仿真驗證。在芯片測試方面,同樣缺乏成熟的測試工具。此外,存算一體芯片還面臨生態(tài)方面的挑戰(zhàn),如缺乏相應(yīng)的軟件生態(tài)和統(tǒng)一的編程接口,導致軟件生態(tài)分散,限制了存算一體芯片的大規(guī)模應(yīng)用。
雖然存算一體芯片被視為下一代芯片,但目前仍處于起步階段,受限于成熟度和應(yīng)用范圍。然而,隨著技術(shù)的進一步發(fā)展和研究的不斷深入,存算一體芯片有望在未來展現(xiàn)出更大的潛力和應(yīng)用空間。