全球首款存算一体AI芯片诞生 性能提升10倍

12月3日，达摩院成功研发新型架构芯片。该芯片是全球首款基于DRAM的3D键合堆叠存算一体AI芯片，可突破冯·诺依曼架构的性能瓶颈，满足人工智能等场景对高带宽、高容量内存和极致算力的需求。在特定AI场景中，该芯片性能提升10倍以上，能效比提升高达300倍。

在摩尔定律逐渐放缓的背景下，存算一体成为解决计算机性能瓶颈的关键技术。存算一体芯片类似人脑，将数据存储单元和计算单元融合，可大幅减少数据搬运，从而极大地提高计算并行度和能效。这一技术早在上世纪90年代就被提出，但受限于技术的复杂度、高昂的设计成本以及应用场景的匮乏，过去几十年，业界对存算一体芯片的研究进展缓慢。

达摩院研发的存算一体芯片集成了多个创新型技术，是全球首款使用混合键合3D堆叠技术实现存算一体的芯片。该芯片内存单元采用异质集成嵌入式DRAM（SeDRAM），拥有超大带宽、超大容量等特点；计算单元方面，达摩院研发设计了流式的定制化加速器架构，对推荐系统进行“端到端”的加速，包括匹配、粗排序、神经网络计算、细排序等任务。

得益于整体架构的创新，该芯片同时实现了高性能和低系统功耗。在实际推荐系统应用中，相比传统CPU计算系统，存算一体芯片的性能提升10倍以上，能效提升超过300倍。该技术的研究成果已被芯片领域顶级会议ISSCC 2022收录，未来可应用于VR/AR、无人驾驶、天文数据计算、遥感影像数据分析等场景。