加载中…10-17连山溯水无穷演，万象归元架构先
(2025-10-17 11:08:45)
连山溯水无穷演，万象归元架构先。
传统的模拟计算机天生就比数字计算机更高效、功耗低，但也因为计算精度低，抗干扰性差、灵活性不足而被数字计算机取代。
由于传统的计算机存储和计算是分离的，数据需要在存储和计算之间来回搬运，消耗了大部分的能量和时间，成为提升能效的主要瓶颈。将计算功能直接放在存贮单元内，将彻底省去数据搬运的功耗。RRAM是一种新型存贮器，其电阻值可以被调节，并且能保持住，非常适合用来做存内计算核心单元（一个电阻值代表一个权重）。针对传统模拟计算不精确性、非线性等问题，北大团队设计了很精巧的模拟电路，严格利用RRAM阵列和模拟信号直接完成矩阵向量乘法（MVM），这是深度学习最核心、最耗能的运算。在模拟域中，一次MVM操作在一个步骤内即可完成，而数字计算机（如GPU）则需要成千上万次乘加指令。这是能效产生数量级差距的根本原因。通过电路设计和系统级方法补偿和抑制非理想效应。通过智能校准和补偿算法，在芯片中集成在线和离线的校准电路，能够感知和补偿RRAM器件的波动和非线性，确保阵列规模扩大时，整体计算精度依然可控。他们的芯片设计和制造工艺证明了模拟存内计算构架技术路线走向产业化的潜力。这就一反模拟计算不如数字计算精确的传统，保留了模拟计算与数字计算并重的平等研究路径，开辟了后摩尔时代新的技术途径。在GPU是“燃油发动机的唯一出路”时，又杀出RRAM这个新架构“电动机”，黄帮主可能一脸苦笑。可以想象，今后模拟计算和数字计算仍然共存，交互发展，相互融合，取长补短……
传统的模拟计算机天生就比数字计算机更高效、功耗低，但也因为计算精度低，抗干扰性差、灵活性不足而被数字计算机取代。
由于传统的计算机存储和计算是分离的，数据需要在存储和计算之间来回搬运，消耗了大部分的能量和时间，成为提升能效的主要瓶颈。将计算功能直接放在存贮单元内，将彻底省去数据搬运的功耗。RRAM是一种新型存贮器，其电阻值可以被调节，并且能保持住，非常适合用来做存内计算核心单元（一个电阻值代表一个权重）。针对传统模拟计算不精确性、非线性等问题，北大团队设计了很精巧的模拟电路，严格利用RRAM阵列和模拟信号直接完成矩阵向量乘法（MVM），这是深度学习最核心、最耗能的运算。在模拟域中，一次MVM操作在一个步骤内即可完成，而数字计算机（如GPU）则需要成千上万次乘加指令。这是能效产生数量级差距的根本原因。通过电路设计和系统级方法补偿和抑制非理想效应。通过智能校准和补偿算法，在芯片中集成在线和离线的校准电路，能够感知和补偿RRAM器件的波动和非线性，确保阵列规模扩大时，整体计算精度依然可控。他们的芯片设计和制造工艺证明了模拟存内计算构架技术路线走向产业化的潜力。这就一反模拟计算不如数字计算精确的传统，保留了模拟计算与数字计算并重的平等研究路径，开辟了后摩尔时代新的技术途径。在GPU是“燃油发动机的唯一出路”时，又杀出RRAM这个新架构“电动机”，黄帮主可能一脸苦笑。可以想象，今后模拟计算和数字计算仍然共存，交互发展，相互融合，取长补短……
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