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关于存算一体化的一些认知延展

此前整理过文章谈存算一体的不同说法和当前市场上的几种类型产品,比如近内存计算是“捆绑”缓存+内存,近存储计算是拉近存储器和计算模块的距离,不通过CPU,直连存储器和计算,还有存内计算,利用存储器的单元模拟特性做计算等。

随着2021全球闪存峰会上存算一体化技术论坛的成功举办,我们对存算一体化,知存科技,后摩智能,每刻深思,犀灵视觉等多家从事存算一体化相关产品研发的公司有了进一步的延展认知。

存算一体 VS 感算一体 

存算一体。利用存储器内电阻特性进行计算,通过电阻值来区分多种状态,电压和电阻都是变量,利用欧姆定律,电压除以电阻进行计算,输出的结果就是电流。

这样一个存储单元可以完成一次乘法运算,一个存储阵列就可以完成阵列级矩阵运算。一个矩阵大小可能涉及数十万到百万个参数,相比传统冯诺依曼架构的先读取后计算方式,存算一体能用一个存储器周期完成矩阵的乘法运算,实现指数级计算效率的提升。因此,存算一体适用于AI规模型应用。

感算一体。感知数据+计算,感算其实相当于智能传感器,能够自行筛选数据存储。以安防行业为例,传感器接收到的视频数据未必都有用,比如视频中一直是静止画面,没有人物动态,那么传感器可以通过计算进行筛选,这些数据不用上传到CPU,不占用多余存储容量,从而提高数据传输速度,功耗也变得相对较低。

除此之外还有感存计算,与近存计算类似,不同的是,前者围绕传感器后者围绕存储器拉近距离方便计算。 

存算芯片的市场发展

关于存算芯片的应用发展,我们可以参考目前国内唯一实现存算一体芯片成功流片的知存科技的说法。

在近期的2021全球闪存峰会上,知存科技创始人、CEO王绍迪表示,2012年公司创始团队开始做存算一体技术,2016年完成7次流片,完成国内第一个基础存算一体的芯片验证,但距离产品还很远。2017年公司成立,2018年做了第一个存算一体芯片流片,2020年发布第一款产品,2021年第一代产品进行量产,第二代产品WTM2101存算一体SoC芯片也即将量产,现已经完成大部分测试。

当前,存算一体化芯片研发还需要面临可靠性和密度问题,需要更多的技术验证和行业实践应用。知存科技的技术发展走向清晰,从为消费级市场耳机等可穿戴设备提供芯片支持开始,到移动终端,到AR/VR设备,智能驾驶,数据中心,做多类型芯片产品,将越来越大的容量转化成运算,达到上千TOPS的算力,乃至超越现在所有计算芯片可提供的最大算力。

存算一体化技术是颠覆传统冯诺依曼架构的存在,是未来趋势,但从消费级到企业级市场的应用普及,可能需要十年甚至更长的时间来扎实基础,升级完善。而在敬请期待的路上,欢迎2021年11月9-10日,来到2021中国数据与存储峰会现场,了解更多存算一体化相关信息!

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