三星半導(dǎo)體宣布,通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,實現(xiàn)了基于MRAM(磁阻隨機存取存儲器)的內(nèi)存內(nèi)計算(In-Memory Computing),進(jìn)一步拓展了三星的下一代低功耗人工智能芯片技術(shù)的前沿領(lǐng)域。
在傳統(tǒng)的計算體系中,內(nèi)存中的數(shù)據(jù)要轉(zhuǎn)移到處理芯片的數(shù)據(jù)計算單元中進(jìn)行處理,對于帶寬、時延要求非常高。
內(nèi)存內(nèi)計算則是一種新的計算模式,也可以叫做“存算一體化”,在內(nèi)存中同時執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)計算處理,無需往復(fù)移動數(shù)據(jù)。
同時,內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)處理是以高度并行的方式執(zhí)行,因此提高性能的同時,還能大大降低功耗。
對比其他存儲器,MRAM磁阻內(nèi)存在運行速度、壽命、量產(chǎn)方面都有明顯優(yōu)勢,功耗也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)DRAM,關(guān)鍵是還具有非易失的特點,即斷電不會丟失數(shù)據(jù)。
不過一直以來,MRAM磁阻內(nèi)存很難用于內(nèi)存內(nèi)計算,因為它在標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存內(nèi)計算架構(gòu)中無法發(fā)揮低功耗優(yōu)勢。
三星研究團(tuán)隊設(shè)計了一種名為“電阻總和”(resistance sum)的新型內(nèi)存內(nèi)計算架構(gòu),取代標(biāo)準(zhǔn)的“電流總和”(current-sum)架構(gòu),成功開發(fā)了一種能演示內(nèi)存內(nèi)計算架構(gòu)的MRAM陣列芯片,命名為“用于內(nèi)存內(nèi)計算的磁阻內(nèi)存交叉陣列”(crossbar array of magnetoresistive memory devices for in-memory computing)。
這一陣列成功解決了單個MRAM器件的小電阻問題,從而降低功耗,實現(xiàn)了基于MRAM的內(nèi)存內(nèi)計算。
按照三星的說法,在執(zhí)行AI計算時,MRAM內(nèi)存內(nèi)計算可以做到98%的筆跡識別成功率、93%的人臉識別準(zhǔn)確率。
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