闪亿半导体于近日发布了首款存算一体化芯片产品，将首先推出人工智能语音识别场景的应用。 产品的技术和性能将在今年的12月的IEDM大会上公布。
存算一体化芯片产品的先行者
相比于CPU、GPU和大多数神经网络加速芯片，存算一体化芯片更适合神经网络计算。 闪亿半导体作为该领域国产化芯片的先行者，将发布首款存算一体芯片产品，该公司于2017年7月创立，创始团队分别毕业于清华大学和北京大学，闪亿专注于研发、生产最先进的存储-运算阵列SoC芯片，聚焦人工智能计算。 该公司首次提出基于双向Fowler-Nordheim隧穿的忆阻器，并将其命名为PLRAM 。 基于新型忆阻器技术，可从物理上模仿神经元与神经突触的运作，在物联网生态的端侧和边缘中将发挥出重要作用。
新型PLRAM，提升AI端侧算力
闪亿所使用的新型存储器PLRAM具有高精度(8-10比特)，高线性度，高能效的特点，是第一种可以大规模量产的精度超过8bit的忆阻器，可以赋能存算一体化计算架构。基于新型忆阻器技术，可实现深度神经网络的模拟计算，在未来物联网生态的端侧和边缘侧中将发挥出重要作用。同时由于存算一体化芯片本身具备SoC的集成特性，可以单芯片实现最简洁的嵌入式系统，极大地降低人工智能模块的成本。
图1：PLRAM的阵列示意图及阵列顶视图
基于从架构，电路，到指令集的完全的自主知识产权，闪亿推出了名为“闪锌石”的产品。闪锌石HEXA01作为闪亿首款集成PLRAM忆阻器阵列的产品，能够支持多种神经网络模型，可以广泛应用于家电和物联网设备的智能控制。
图2：闪锌石HEXA01芯片技术指标
闪锌石HEXA01具有广泛的应用场景，在智能家电、智能音箱、安放监控以及便携式可穿戴设备中发挥语音和图像识别的应用，还可用于工业IoT、医疗监护、通讯基带和自动驾驶中的专用信号处理。
闪亿半导体负责人鲁辞莽表示：这批芯片在模拟存储、模拟计算、存算一体、人工智能算法等非常新的技术领域做了深度的研发，这些全新的技术使得我们在运行人工智能模型的时候效率能提高到超过10TOPS/W，而成本却比传统的AI芯片方案下降一半以上。目前闪锌石芯片已经完成生产，我们在与家电、可穿戴设备、安防监控领域的客户合作开发具有语音、图像识别能力的人工智能模组。闪锌石芯片将于近期交付客户，预计2020年中就能看到运行此新模组的产品对消费者发布。
关于该芯片的详细技术性能信息将在今年12月份举办的IEDM(国际电子器件大会)上公开。IEDM是IEEE旗下的王牌会议之一，IEDM大会讨论议题广泛，涵盖设计、制造、物理和建模多个方面。IEDM影响力巨大，在业界的权威性毋庸置疑，被外媒誉为“微电子器件领域的奥林匹克盛会”，集成电路技术领域的许多重大技术突破都是通过该会议正式发布的。在今年12月份的IEDM大会上，共同参与闪亿“闪锌石”项目研究的还有浙江大学微电子系、北京大学电子系。
结语
存算一体化技术突破了传统冯诺依曼架构的限制，有效缓解了诸多瓶颈，被认作为人工智能算法硬件加速的未来主流趋势之一。 目前来看，存算一体化技术的实际应用场景逐渐明晰，市场前景广阔。 随着如闪亿半导体在内的多家厂商的不懈研究之下，存算一体化芯片逐渐登上新时代的舞台，存算一体化未来可期。正如习近平主席所说：“伟大出自平凡，平凡造就伟大”，闪亿半导体公司的研发团队表示将继续在存算一体化技术的新征程上，忍住寂寞，潜心研究，为早日实现中国梦而努力奋斗!
