钛媒体App 8月9日消息,中国芯片设计公司苹芯科技8月8日在北京发布基于存算一体的28nm及22nm节点的PIMCHIP-N300存算一体NPU和PIMCHIP-S300多模态智能感知芯片,支持智能可穿戴设备、智能安防、具身智能、AI大模型、健康数据分析等领域,尤其支持AI与大模型推理加速等各类计算任务场景。
这是中国首颗可商用量产、产品级的端侧28nm存算一体AI芯片。
苹芯科技联合创始人、CEO杨越表示,芯片、AI等技术的迅猛发展正重塑我们的世界,该公司的N300和S300将推动从智能终端设备到智慧城市、从智能医疗到具身智能的全方位变革。未来,其希望携手行业优秀企业在芯片设计、系统集成、应用开发等领域,共同探索存算一体技术的落地应用与价值显现。
会后交流时,杨越对钛媒体App等表示,目前苹芯科技已与国内外电子类头部企业等领域客户展开合作,为其提供存内计算技术的一站式解决方案。目前在22nm阶段已有客户需求,接下来将往22nm、14nm等方向发展。
“从我们角度来说,我们认为,AI 1.0时代其实已经开始逐渐的走向成熟落地,包括我们今天发布的两款产品支撑的神经网络计算。而AI 2.0的通用性更强,比传统的 1.0这种主打垂直领域更加‘通用’,就是一一一套模型通知所有。对某种意义上来说,我们认为现在看到图片生成、视频生成等 AI 2.0是可以变现的,只不过说我们需要给国内企业一些时间。而从算力的角度来说,我们认为这个机会就更大了,因为无论上层应用发展态势,还是目前 AI 训练推理,依然需要很大的算力,但最扎心的问题就是说,如果说仍然两年之内如果看不到(商业化),是不是会出现冷淡下来?科技行业我觉得不会,人类其实永远在再往更先进的技术去迭代、去演进,可能几十年前、十几年前我们还不能相信电动车,但现在其实我们也看到了,我觉得最重要的可能还是要有信心去相信新技术。”杨越表示。
杨越向钛媒体App强调,苹芯AI芯片产品可全面发展国产化。存算一体芯片的设计方法和原则,与传统芯片产业链并没有太大区别,只要工艺成熟了就会直接尝试和使用。而对于制程的要求,需要看客户算力需求,并进行联合定制。
据悉,苹芯科技创立于2021年2月,定位自身为智能计算架构的革新者,致力于通过创新的存算一体解决方案,为AI的广泛应用提供技术动力。目前苹芯已申请海内外专利40余项。
苹芯科技联合创始人兼CEO杨越毕业于清华大学自动化系,已获得加拿大多伦多大学计算机工程系博士学位,侧重存储相关技术以及软件方向。
存内计算的英文是“Processing in memory”,缩写为PIM,苹芯科技的英文名“PIMCHIP”便由此而来。“苹芯”的“苹”,即是PIM的谐音。
2021年9月7日,苹芯科技宣布其基于SRAM架构的存内计算加速器S200已经测试成功。它可以将深度学习算法中占主导的基本运算在存储器内完成,能大幅提升计算效率,并能完成无损精度的运算。苹芯团队称,这款加速器“首次将商用存内计算带入28nm时代”。该成果还发表于素有“固态电路领域奥林匹克”之称的芯片顶会ISSCC 2022。今天的新品发布也是对其过去三年创业发展的阶段性总结。
清华大学电子工程系教授、无问芯穹发起人汪玉在现场致辞中表示,苹芯两款新品有三个特点:一是在28nm成熟工艺下取得跨代性能提升,实现极致能效比;二是通用性强,能支持不同应用;三是是一个平台架构的概念,在大模型、可穿戴、机器人等应用领域均能发挥作用。
汪玉坦言,他和杨越作为28年老友,从清华附中起就是同学,共同进入清华大学,分别就读电子工程系和自动化系,这份长久的友谊也延伸到了他们的职业生涯中。在汪玉劝说下,杨越回国共同创办了苹芯科技,而汪玉不仅协助找到第一个办公室,还在存算一体技术方向上与苹芯团队保持同行关系,自2012年起研究并发表相关论文,两人在个人和专业层面有深厚联系。
具体来说,苹芯科技依托成熟的SRAM存算一体技术路径,在成熟工艺节点下突破芯片性能,主要包括S300和N300两款AI芯片产品,这是存算一体技术在28nm及22nm节点上的首次产品化实现。
- PIMCHIP-S300系列芯片:基于存算一体技术开发,是一种高能效、小面积、低功耗且低成本的AI芯片。它集成轻量级MCU处理器,能够进行实时控制和调度,并支持音视频及多传感器接入,实现多模态融合感知。内置先进的数字PIM单元和自研异构架构,具备超低功耗唤醒、VAD、语音识别、运动监测和视觉识别等功能,能在特定计算任务中节约高达90%的能耗,其计算核心的能效比达到27TOPS/W。而通过“零搬运”数据处理机制显著提升运算效率同时降低能耗,用于智能可穿戴设备、具身智能、AI大模型等领域。
- PIMCHIP-N300:苹芯科技自主研发的新一代存算一体神经网络处理单元,专为机器学习和 AI 领域优化,支持混合精度计算,包括4bit、8bit整型和16bit浮点运算,实现功耗、算力密度和计算精度的平衡。N300提供了一套完整的开发工具,包括NPU中间表示层规范、模型解析器、优化器和驱动等,能根据不同场景或数据提供一键部署的解决方案,可显著缩短产品开发周期,满足客户需求。
苹芯科技技术负责人透露,目前N300进行进入客户量产,而S300最快将于今年中期开始推销市场当中。
杨越坦言,存算一体出现前业内面临的问题是,计算架构计算单元和存储单元物理上是分离的。因此,当计算发生时,数据需要在这两个单元内通过总线不停传输。AI算力芯片90%以上的功耗都消耗在了传输上,AI起来后,运算量还要比之前的通用运算更密集,原来的架构在效率上来讲,支撑得不是很好。而业内一直在寻求解决办法,即升级工艺制程。
“但这个办法近年来其实已经遇到瓶颈,制造成本越来越高,(升级工艺制程)给芯片带来的效率提升越来越不能匹配设计成本和制造成本。”杨越称,直到2020年前后,一批公司开始不再依赖高级制程,试图改变芯片的架构来减少数据搬移,SRAM存算成为其中落地性强的选择之一。
在杨越看来,近期小型化、轻量化、智能本地化的趋势确实增加了供给方的制造难度,但对存算公司来说是机遇大于挑战。“我们看到,越来越多的客户需要将AI的一些功能带在身上,包括一些高端医疗行业、汽车、手机等等。”以电池为例,杨越表示,能驱动AI计算的特性电池在传统的架构中很难做到,给了存算很大的机会。此外,要做到小型化,存算还有硬件IP复用能力强的优势。
当前,存算一体领域进入落地期。英伟达、微软、三星等科技巨头都已布局存算一体技术,而国内包括上市公司恒烁股份,以及后摩智能、知存科技等多家初创企业聚焦这一赛道,相关产品进入流片或规模量产阶段。
商业化层面,苹芯科技与知存科技有些类似,更多专注于物联网、可穿戴设备、智能家居等场景,但区别在于苹芯加持了包括卷积神经网络(CNN)在内更多 AI 技术。
公开数据显示,到2025年,中国存算一体市场规模预计将达125亿元。而随着技术成熟度提高以及大规模商用落地,预计到2030年,这一市场规模将达1136亿元。
(本文首发于钛媒体App,作者|林志佳,编辑|胡润峰)
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