SeDRAM?平臺(tái)存算一體芯片入選ISSCC 2022

近日，在剛剛落下帷幕的2022年國際固態(tài)半導(dǎo)體電路會(huì)議（ISSCC 2022）上，阿里達(dá)摩院近存計(jì)算芯片技術(shù)論文《184QPS/W 64Mb/mm² 3D Logic-to-DRAM HybridBonding with Process-Near-Memory Engine for Recommendation System》入選。該芯片基于西安紫光國芯SeDRAM™平臺(tái)，由阿里巴巴達(dá)摩院計(jì)算技術(shù)實(shí)驗(yàn)室定制設(shè)計(jì)，西安紫光國芯SoC團(tuán)隊(duì)完成芯片實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)級(jí)測(cè)試支持。（如圖1）

圖1  ISSCC 2022發(fā)表的存算芯片相關(guān)技術(shù)論文

本次論文和芯片開發(fā)團(tuán)隊(duì)研究了云數(shù)據(jù)中心推薦系統(tǒng)的計(jì)算需求，分析了特征生成和匹配排序兩個(gè)階段計(jì)算和訪存在時(shí)間和能耗方面的特點(diǎn)，充分發(fā)揮西安紫光國芯SeDRAM™的3D堆疊提供的超大帶寬、超低功耗和超大容量的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了一款近存計(jì)算（PNM）芯片。

（如圖2.1）該P(yáng)NM在成熟的Logic工藝上，設(shè)計(jì)了匹配引擎（ME）和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理引擎(NE), 分別完成推薦系統(tǒng)中的匹配工作和相似性預(yù)測(cè)的計(jì)算；這兩個(gè)計(jì)算引擎通過讀寫分離的雙模式接口通道和4G Bit的DRAM連接，實(shí)現(xiàn)超大的片上帶寬。（如圖2.2）

圖2.1/2.2  基于SeDRAM的3D堆疊芯片/PNM芯片架構(gòu)圖 

對(duì)比采用了英特爾Xeon Gold 5200@2.20GHz平臺(tái)的系統(tǒng)，對(duì)特定的人工智能應(yīng)用場(chǎng)景，本芯片性能提升了10倍以上，而能效則提升超過300倍。（如圖3）

研究結(jié)果也再一次闡明了SeDRAM™平臺(tái)在人工智能領(lǐng)域等應(yīng)用場(chǎng)景需求方面的巨大優(yōu)勢(shì)。

圖3  PNM芯片性能測(cè)試結(jié)果

作為項(xiàng)目和論文團(tuán)隊(duì)成員之一，西安紫光國芯常務(wù)副總裁江喜平表示：

此款近存計(jì)算芯片的成功流片和論文發(fā)表，是雙方通力合作深入挖掘SeDRAM™技術(shù)平臺(tái)潛能的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了特定場(chǎng)景對(duì)于帶寬/存儲(chǔ)需求的完美匹配。這不僅體現(xiàn)了西安紫光國芯SeDRAM™平臺(tái)在存算一體、近存計(jì)算等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，也體現(xiàn)了西安紫光國芯DRAM團(tuán)隊(duì)和SoC團(tuán)隊(duì)對(duì)前沿技術(shù)強(qiáng)大的賦能能力。

西安紫光國芯SeDRAM™技術(shù)的多項(xiàng)研發(fā)成果，已先后在IEDM 2020、CICC 2021、IMW 2021、A-SSCC 2021等多個(gè)期刊和會(huì)議上公開發(fā)表和作專題報(bào)告。ISSCC 大會(huì)被稱為全球集成電路行業(yè)的“芯片奧林匹克”大會(huì)，這次論文入選是全球相關(guān)專家對(duì)西安紫光國芯的DRAM和SoC技術(shù)先進(jìn)性的高度認(rèn)可。

撰稿 排版：月婷核準(zhǔn)：喜平/豐國

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