对话昕原新型存储科技推动半导体技术边界

发布时间：2022-10-11 09:14 所属栏目：15 来源：互联网

导读：存算一体火了。近年间，存算一体技术成为半导体产业的最新热点，既在ISSCC、IEDM等顶级学术会议上引发热点讨论，半导体国际巨头如三星、SK海力士、台积电、英特尔、美光、IBM等也纷纷推出最新研究成果。举个例子，在今年的ISSCC 2022上，台积电一口气发布

　　存算一体火了。

　　近年间，存算一体技术成为半导体产业的最新热点，既在ISSCC、IEDM等顶级学术会议上引发热点讨论，半导体国际巨头如三星、SK海力士、台积电、英特尔、美光、IBM等也纷纷推出最新研究成果。

　　举个例子，在今年的ISSCC 2022上，台积电一口气发布了6篇存算一体技术的相关论文，覆盖多种新型存储器类别，其投入之巨可见一斑。

　　创业市场同样风起云涌。

　　仅以国内市场为例，近年间，一大批如知存科技、九天睿芯、亿铸科技、智芯科微电子、千芯科技和苹芯科技等专注于存算一体的新兴创企纷纷斩获融资或披露进展，市场关注度持续攀升。

　　存算一体，产业最新风口
　　近年来，自动驾驶、数据处理中心以及AR/VR元宇宙等高密度计算场景的蓬勃发展，带动了以AI芯片为首的一大批新型半导体技术的爆发。

　　然而，随着AI芯片走向100Tops、1000Tops甚至更高的算力水平，传统冯·诺伊曼架构却成了制约市场应用的最大瓶颈。

　　在冯·诺伊曼架构之下，芯片的存储区域和计算区域是分离的，计算时，数据需要在两个区域之间来回搬运。随着神经网络模型层数、规模以及数据处理量的不断增长，“数据搬运”已经成为高效能计算性能和功耗的瓶颈，业内俗称“存储墙”。据统计，大算力的AI应用中，数据搬运操作消耗90%的时间和功耗，数据搬运的功耗是运算的650倍。

　　当前的存算一体技术路径中，既有使用Flash、SRAM等传统存储器的方案，也有使用ReRAM（RRAM）、PCM、MRAM等新型存储器的方案。

　　不同方案的适用场景不尽相同。举个例子，Flash方案的运算功耗极低，能够适用于超低功耗的极端边缘应用场景，如超低功耗的语音物联网；但其半导体工艺难以兼容先进节点。

　　相反，SRAM方案读写速度快，兼容先进工艺节点，能满足高性能计算需求，但其存储密度难以提升，在存储密集场景下难免出现数据搬运的老问题，这会损失一部分存算带来的优势提升，另外SRAM的漏电大的特性也会导致SoC芯片的静态待机功耗大幅提高。

　　低功耗、大算力、可落地，是否有方案能够解决这“鱼与熊掌不可兼得”的困难问题？

　　新型存储技术之一的ReRAM技术，也许是答案。

　　ReRAM全称为阻变存储器，或忆阻器，属于新型非易失性存储技术，断电后不会存在数据丢失问题。

　　典型的ReRAM由两个电极夹一个薄介电层组成，通过改变上下电极的电压，形成不同的电阻值，进而代表不同的存储状态，实现数据的读写。

（编辑：ASP站长网）

对话昕原 新型存储科技 推动半导体技术边界

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