三星半導體宣布,通過結構創新,實現了基于MRAM(磁阻隨機存取存儲器)的內存內計算(In-Memory Computing),進一步拓展了三星的下一代低功耗人工智能芯片技術的前沿領域。
在傳統的計算體系中,內存中的數據要轉移到處理芯片的數據計算單元中進行處理,對于帶寬、時延要求非常高。
內存內計算則是一種新的計算模式,也可以叫做“存算一體化”,在內存中同時執行數據存儲、數據計算處理,無需往復移動數據。
同時,內存網絡中的數據處理是以高度并行的方式執行,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磁阻內存在運行速度、壽命、量產方面都有明顯優勢,功耗也遠低于傳統DRAM,關鍵是還具有非易失的特點,即斷電不會丟失數據。
不過一直以來,MRAM磁阻內存很難用于內存內計算,因為它在標準的內存內計算架構中無法發揮低功耗優勢。
三星研究團隊設計了一種名為“電阻總和”(resistance sum)的新型內存內計算架構,取代標準的“電流總和”(current-sum)架構,成功開發了一種能演示內存內計算架構的MRAM陣列芯片,命名為“用于內存內計算的磁阻內存交叉陣列”(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,實現了基于MRAM的內存內計算。
按照三星的說法,在執行AI計算時,MRAM內存內計算可以做到98%的筆跡識別成功率、93%的人臉識別準確率。
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