近年來(lái),存算一體芯片備受關(guān)注,該芯片結(jié)合存儲(chǔ)和計(jì)算功能,具有廣闊的應(yīng)用前景。存算一體依托的存儲(chǔ)介質(zhì)呈現(xiàn)多樣化,包括易失性存儲(chǔ)器(如SRAM、DRAM)和非易失性存儲(chǔ)器(如NOR Flash)。不同存儲(chǔ)介質(zhì)各有各的優(yōu)點(diǎn)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(shì),但容量密度小且價(jià)格高。目前,多數(shù)廠商傾向于采用技術(shù)成熟的SRAM設(shè)計(jì)存算一體芯片,但部分廠商也會(huì)采用“多駕馬車(chē)”并驅(qū)的策略。
存算一體計(jì)算還可以根據(jù)電路技術(shù)路徑進(jìn)行分類(lèi),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(jì)算精度芯片的實(shí)現(xiàn),并具有較好的運(yùn)算靈活性和通用性,但要求存儲(chǔ)單元內(nèi)容以數(shù)字信號(hào)形式呈現(xiàn)。而模擬存算在計(jì)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(chǔ)單元,但關(guān)鍵模擬模塊的轉(zhuǎn)換精度相對(duì)固定,并且不同模擬計(jì)算方式可能存在計(jì)算誤差,擴(kuò)展性存在一定挑戰(zhàn)。
近年來(lái),存算一體領(lǐng)域在學(xué)術(shù)界進(jìn)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(guó)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(chǔ)器(如SRAM、閃存、RRAM)的存算一體芯片,并已有產(chǎn)品問(wèn)世。
然而,存算一體芯片仍面臨諸多挑戰(zhàn)。在芯片設(shè)計(jì)方面,架構(gòu)設(shè)計(jì)的難度和復(fù)雜度較高,同時(shí)缺乏成熟的存算一體軟件編譯器、專(zhuān)用EDA工具輔助設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證。在芯片測(cè)試方面,同樣缺乏成熟的測(cè)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(dǎo)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(jìn)一步發(fā)展和研究的不斷深入,存算一體芯片有望在未來(lái)展現(xiàn)出更大的潛力和應(yīng)用空間。