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在NOR Flash存內(nèi)計(jì)算芯片當(dāng)中，向量-矩陣乘法運(yùn)算基于電流/電壓的跨導(dǎo)與基爾霍夫定律進(jìn)行物理實(shí)現(xiàn)，如圖7(a)所示。因此，其核心是設(shè)計(jì)NOR Flash單元陣列以滿足大規(guī)模高能效向量-矩陣乘法運(yùn)算。同時(shí)，在核心電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)算法特征設(shè)計(jì)芯片架構(gòu)，以充分利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流式的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)芯片的并行化與流水線。在傳統(tǒng)NOR Flash陣列中，對(duì)某一個(gè)特定器件編程會(huì)不可避免地改變同一行上其他器件的狀態(tài)，稱為行干擾。作為存內(nèi)計(jì)算應(yīng)用， NOR Flash編程需要逐個(gè)器件進(jìn)行單獨(dú)操作，每個(gè)器件存儲(chǔ)8 bit(256個(gè)量化狀態(tài))以上的信息，微小的干擾就將導(dǎo)致狀態(tài)的變化。

存內(nèi)計(jì)算同樣是將計(jì)算和存儲(chǔ)合二為一的技術(shù)。它有兩種主要思路。第一種思路是通過電路革新，讓存儲(chǔ)器本身就具有計(jì)算能力。

SRAM是目前唯一一種跟先進(jìn)CMOS工藝完全兼容且能大規(guī)模量產(chǎn)的存儲(chǔ)介質(zhì)，這也是支持大算力的關(guān)鍵所在：從單獨(dú)存算一體宏單元的角度，SRAM跟先進(jìn)工藝的兼容性使其外圍邏輯接口最能滿足當(dāng)前宏單元高效利用需求。

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李彎彎）近日，清華大學(xué)集成電路學(xué)院教授吳華強(qiáng)、副教授高濱團(tuán)隊(duì)基于存算一體計(jì)算范式，研制出全球首顆全系統(tǒng)集成的、支持高效片上學(xué)習(xí)的憶阻器存算一體芯片，在支持片上學(xué)習(xí)的憶阻器存算一體芯片領(lǐng)域取得重大突破。 ? 該芯片包含支持完整片上學(xué)習(xí)所必需的全部電路模塊，成功完成圖像分類、語音識(shí)別和控制任務(wù)等多種片上增量學(xué)習(xí)功能驗(yàn)證，展示出高適應(yīng)性、高能效、高通用性、高準(zhǔn)確率等特點(diǎn)，有效強(qiáng)化智能設(shè)備

一般芯片驗(yàn)證從層級(jí)上可以大概劃分為IP level，Subsystem level，和SoC level的驗(yàn)證；根據(jù)項(xiàng)目的階段可以分為前端驗(yàn)證和后端驗(yàn)證；驗(yàn)證手段包括直接驗(yàn)證，隨機(jī)驗(yàn)證，通過ref model檢查或者斷言檢查等；

近幾年，隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，算力的需求越來越大。而在馮諾依曼架構(gòu)下，芯片性能的提升遇到瓶頸。業(yè)界開始不斷探索新的技術(shù)形式，因?yàn)榫邆浯笏懔?、低功耗的特點(diǎn)，存算一體架構(gòu)芯片應(yīng)運(yùn)而生。

通常需要在芯片內(nèi)配置大容量的SRAM來減少片外DRAM的訪存需求，如何組織SRAM，并且配合上述計(jì)算流程，也是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容。

作為后摩爾時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)之一，存算一體越來越受到行業(yè)的關(guān)注。在存算十問的前六問中，我們梳理了存算一體的技術(shù)路線、挑戰(zhàn)和通用性等問題，這一次我們從技術(shù)的壁壘入手，邀請(qǐng)后摩智能的幾位研發(fā)人員來談?wù)?，從學(xué)術(shù)到商用，存算一體的技術(shù)壁壘體現(xiàn)在哪里，后摩智能又是如何從IP、電路設(shè)計(jì)、架構(gòu)設(shè)計(jì)等層面突破技術(shù)難題，形成自己獨(dú)有的技術(shù)壁壘。

閃存存算方面，目前主要路線是基于NOR flash（不是目前優(yōu)盤所用的閃存類型），多數(shù)情況下存儲(chǔ)容量較小，這使得NOR flash單片算力達(dá)到1 TOPS以上器件代價(jià)較大，通常業(yè)內(nèi)說大算力一般是20-100TOPS以上，因此不太好直接做大算力的存算一體。而其他的存儲(chǔ)器，包括SRAM、RRAM等，現(xiàn)在已經(jīng)看到，有實(shí)際產(chǎn)品證明可以是可以用來做到大算力的存算一體。

架構(gòu)配置文件則對(duì)存算一體架構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行配置，使模擬器能夠仿真不同的存算一體架構(gòu)。核心設(shè)計(jì)是PIMSIM-NN的重點(diǎn)，主要有4個(gè)處理單元，分別是矩陣單元、向量單元、傳輸單元和標(biāo)量單元。