12 月 2-4 日, BEYOND Expo 2021 于中国澳门威尼斯人金光会展中心重磅举行。作为 2021 年度亚太地区最具影响力的科技博览会之一,本次大会邀请到了众多行业专家学者与意见领袖畅谈创新未来。大会同期举办多场主题论坛,涵盖元宇宙、绿色经济、智慧医疗、人工智能等多个领域,为企业、产品、资本和产业提供全方位融合互动的平台,促进亚太地区甚至全球科技创新行业的发展。人工智能创新论坛是 BEYOND Expo 2021 的重点活动之一。BEYOND 组委会荣幸邀请到杭州智芯科微电子科技有限公司 CEO 张钟宣先生为我们带来《超越摩尔定律 :模拟 CIM》。

2021 年,资本市场对 AI 计算基础设施的重视,也是一个明显的信号。杭州智芯科微电子科技有限公司 CEO 张钟宣表示,从市场端、客户端有大量的 AI 应用已经在爆发期,对算力的要求也越来越高,因此他认为中国的投资界追逐算力市场的前沿技术不是偶然。

张钟宣先生首先分享了 AI 的数据需求。“大家知道现在是大数据年代,没有芯片,没有数据,没有互联网,大数据就无从可谈。近年来 AI 的发展也是十分迅速,例如最经典的 2016 年阿尔法狗打败了人类研究 3000 年的围棋历史。摩尔定律是由英特尔 (Intel) 创始人之一戈登·摩尔 (Gordon Moore) 提出来的。,其内容为: 当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔 18 个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔 18 个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。斯坦福大学研究指出 2012 年后,AI 的需求量和计算量每 3.4 个月会翻一倍,从市场端、客户端来看,有大量的 AI 应用已经在爆发期。”

随后张钟宣先生谈到了目前他们公司主要的新技术。“我们公司目前做是一个新的趋势。在近 10 年之内,大家希望我们的计算机芯片做到存算一体。如今英伟达做的叫近内存计算,就是把 ALU 紧密的放在存储器旁边,非常靠近。但我们今天讲的是另外一种,纯粹把我们的运算单元放到存储单元里,这样的话我们的权重系数就达到了一个相对静态的状态。这其中有两个概念,一个是 Analog 模拟,它可以实现节约 100 倍能源,理论上可以达到近千倍。

目前芯片的存储技术无非是 SRAM 和 Flash,我们公司选择的是 SRAM,那么 SRAM 相比于 Flash 有什么好处呢?Flash 有很大的物理极限,它的计算密度到 28 纳米就到达了极限。其次当它的芯片面积变大时,在计算中也会造成较大的能量损耗,速度缓慢等,所以我们公司目前倾向于在做 SRAM。”

接下来张钟宣先生谈到未来成算一体的可能性。“忆阻器是一个新的概念,它就是一个电阻,一个晶体管。比方说材料在加热到 600 度的时候,它可以改变材料废气性,随意改变阻态,在不同的温度下,它可以产生不同的电阻,高阻或者低阻。此外忆阻器尺寸小,能耗低,所以能很好地储存和处理信息。一个忆阻器的工作量,相当于一枚 CPU 芯片中十几个晶体管共同产生的效用。”

最后张钟宣先生谈到了 AI 芯片的应用场景。“AI 芯片有非常大的算力,例如它可以降低手机的能耗控制在 2 瓦以内,也可以实现增强手机图像处理的速度。”