极速五分快3_五分快3APP下载为什么存储器会成为阻碍AI发展的难题? | 雷锋网

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边缘计算性能的提升给存储极速五分快3_五分快3APP下载器的设计,类型的选则和配置都带来挑战,这也是因为 在不同的应用市场中有助 进行更复杂化的权衡。

芯片架构正在与新市场同时发展,但数据在芯片、设备之间以及系统之间怎样才能移动难能可贵老要很清楚。汽车和AI应用的数据正变得很多再 和复杂化,但芯片架构在正确处理时有时不清楚怎样才能优先正确处理数据。这让芯片设计人员面临抉择,是选则共用内存降低成本,还是增加不同类型内存提高性能和降低功耗。

所哪些地方地方地方时会以安全为前提,而且不同的市场设计的要求可是我我一样。比如,汽车中的各种类型的图像传感器(如激光雷达和摄像头)的小量数据有助 在本所正确处理。AI芯片则希望性能不有助提升60 倍。

正确处理内存问题图片图片有其他方式,其中并否是是片上存储器,也可是我我将存储器分散地集成在运算单元旁,最大程度减少数据搬移,你同类 方式的目标是通过减少负载和存储的数量来突破内存瓶颈,有助降低功耗。

“存算一体(In-memory computing)而且是模拟的、数字的,或两者时会。” Cadence Digital&Signoff Group的高级首席产品经理Dave Pursley说,“其实在内存中进行计算的想法而且是日益增长的趋势,但在你同类 计算中实际所处的情況似乎大不相同。”

SRAM和DRAM仍是主流

尽管市场跳出了新的变化,但片上SRAM和片外DRAM仍是主流。而且有专家预测DRAM多年后将“死亡”,但它仍然是最经济和可靠的选则。DRAM具有高密度、架构简单、低延迟和高性能的结构,兼具耐用和低功耗的结构。

DRAM密度的增速正在放缓,但HBM2等新架构允许通过堆叠模块的方式而时会使用DIMM来垂直增加密度,你同类 方式还让DRAM更靠近正确处理单元。

另外,SRAM价格昂贵且密度有限,但其高速性能多年来已被验证。片上存储器的挑战是采用分布还是共用的方式,在其他情況下,为保证安全性有助 增加冗余。

“所哪些地方地方地方要求时会影极速五分快3_五分快3APP下载响存储器的类型和数量的选则,还涉及片上和片外存储器之间的权衡,以及访问每个存储器互连的复杂化性。”Arm高级物联网架构师Ryan Lim表示。

低功耗存储器是关键

存储器的三个 关键问题图片图片是功耗,其中存储器类型和配置等多种因素时会影响功耗。同类,在7nm的存储器中进行数据的存取而且消耗更多功耗,这是而且线路中的RC延迟。当然,这也会产生热量,有而且会破坏输极速五分快3_五分快3APP下载入输出存储器的信号的完整版性。

不过,较慢的片外数据使用高时延内存上能 节省功耗,而且上能 与高速GDDR6一样快。怎样才能做出哪些地方地方决定取决有多种因素,包括设备的平均售价和选则的存储器类型。

还有针对手持移动设备的极低功耗的存储器,包括很多再 使用电池的边缘设备。

“哪些地方地方存储器具有极高的效能,可在一定程度上提升电池供电设备的功耗和数据时延。” Rambus杰出的院士Steven Woo说。“它们也上能 在多种模式下工作,当所处待机情況时,上能 消耗很少的能量满足手机和平板电脑等产品的需求,并在有助 进行正确处理时快速切换到更高性能/更高功率的模式。 ”

低功耗存储器还支持多种封装方式,允许它们与手机正确处理器堆叠在同时,满足智能手机的轻薄需求,有助集成在PCB上支持平板电脑和其他消费类设备高容量内存配置的需求。

毫无问题图片图片,开发低功耗存储器是一项挑战。“当设计低功耗存储器时,它们支持的时延范围很广,相对低功耗存储器而言,哪些地方地方数据时延往往是相当高的。”Woo说。“这通常是由三个 主要应用市场驱动,可是我它有助 面向三个 市场很大的行业,拥有足够大市场的行业有助催生新的存储器。从历史上看,手机市场是成功的例子。而且与不同的手机制造商交谈,大伙儿都希望获得性能和电源时延更高的存储器,而且大伙儿希望有助延长电池寿命。对于其他要我使用低功耗存储器的公司,大伙儿会很庆幸其他人正在帮大伙儿实现。“

通常,哪些地方地方合格的存储器而且在几种不同的数据时延下运行,但时延很接近。“哪些地方地方存储器而且有三个 是每秒4.2千兆比特的时延,可是我我是3.2千兆比特。”他解释道,“这上能 让内存制造商在生产所哪些地方地方地方存储器时,进行所谓的分级。当其他部件没有全速运行时会所处你同类 情況,但制造商依旧会出售哪些地方地方内存,而且其他客户有助 以更便宜的价格购买性能较低的存储器。Binning(数据合并)允许你同类 情況。哪些地方地方产品的性能在一定的范围内,都属于合格品。“

存储器怎样才能影响人工智能发展?

人工智能在几乎所有新技术中都扮演着重要角色,而存储器又在人工智能中起着重要作用。极高的时延和极低的功率是芯片老要以来追求的,不过这难能可贵老要有效,而且空间有限。但它能解释为哪些地方数据中心和用于训练的AI芯片比应用于终端推理设备的芯片更大。另并否是方式是减少其他片外存储芯片,以提高数据吞吐量并通过设计减少到内存的距离,而且限制片外数据流。

在任何并否是情況下,片外存储器的竞争很大程度上归结为DRAM-GDDR和HBM。

“从工程和心产的厚度来看,GDDR看起来很像其他类型的DRAMs,如DDR和LPDDR,”Woo说。“让他将它集成到标准PCB板上,还能用同类的制造工艺。HBM是新其他的技术,它涉及堆叠和内插器(interposers),而且HBM有其他连接时延较慢。每个HBM堆栈将具有一千个连接,而且有助 高密度的互连,这远远超过PCB的正确处理能力。这可是我我为哪些地方其他公司正在使用内插器,而且上能 将哪些地方地方导线蚀刻得非常接近,很像片上连接,上能 获得更多的连接。“

HBM追求最高性能和最佳功效,但成本更高,有助 更多的工程时间和技术。使用GDDR,DRAM和正确处理器之间的互连就没没有多,但它们的运行时延要快得多,这会影响信号完整版性。

图1:各种类型DRAM的特点。图片来源:Rambus

PPA 

功率,性能和面积(Power、Performance、Area)仍然是关键驱动因素,尽管有架构和变革和新技术。

“你同类 个 都非常重要,但很大程度上取决于应用。”西门子Mentor知识产权部门总经理Farzad Zarrinfar表示。“同类,而且是三个 便携应用,功耗非常重要。电源并否是也分动态和静态。一每项是动态功率,一部是静态功率。而且应用于无线通信,而且有小量计算,动态功率非常重要。而且,而且是可穿戴式应用,使用者会所处睡觉、醒来运动,而且又回到睡眠的不同情況,静态/泄漏功率非常重要。“

浅睡眠等功能使设计人员有助大幅减少泄漏,这时,不工作的存储器进入源偏置模式以减少泄漏,而其他被直接访问的存储组是工作的。在设计的厚度睡眠时,上能 通过电源管理,管理Vdd和最小化泄漏的技术来保留数据。而且不有助 保留数据,则用关闭模式能进一步减少泄漏。

与电源时延相关的一切在汽车中也是至关重要的。“在电动汽车中,电池的寿命非常重要,而且耗电量至关重要,”Zarrinfar说。“大伙儿希望从-40极速五分快3_五分快3APP下载°C老要到125°C都具有线性的结构,甚至在更高的60 °C情況下。大伙儿不希望在高温下泄漏陡然增长,而且大伙儿希望尽而且地将其保持在线性范围内。同样,大伙儿有助 在整个温度范围内注意功耗和泄漏,这非常重要。“

无论应用领域怎样才能,功率仍然是首要考虑因素。“大伙儿看到随着SoC设计向更小化发展。”他说。“存储器的消耗正在增加,嵌入式存储器的容量也在增加。现在,大伙儿看到超过60 %的裸片是存储器。可是我大伙儿有助 注意存储器的耗电量。“

图2:1999 - 2023年平均晶圆面积 来源:Semico Research

结论

尽管有小量革命性技术和创新架构,但内存仍然是设计的核心。其实即将跳出新的存储器类型,同类相变和自旋扭矩,但大每项仍然应用于各种条件的市场。最大的变化在于怎样才能对现有存储器进行优先级划分、共用、在设计中选则,以及最终怎样才能使用它们。其实这听起来像是三个 简单的问题图片图片,但事实难能可贵没有。

“选则正确的内存正确处理方案通常是获得最佳系统性能的最关键。” Synopsys高级技术营销经理Vadhiraj Sankaranarayanan 在最近发表的一份白皮书中指出,这说起来容易做起来难。

雷锋网(公众号:雷锋网)编译,via semiengineering 雷锋网雷锋网

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