存算一体芯片:打破“内存墙”,AI算力效率的下一个十年答案
在AI大模型参数突破万亿级、算力需求呈指数级增长的今天,传统冯·诺依曼架构的“内存墙”已成为制约AI发展的核心瓶颈。数据在存储单元与计算单元间的频繁搬运,导致能耗占比高达60%以上,算力效率被严重束缚。而存算一体芯片的崛起,正以颠覆性架构为AI算力效率打开全新维度。
突破物理极限,重构算力范式
存算一体芯片通过将存储与计算功能深度融合,彻底消除数据搬运的物理屏障。以忆阻器存算一体芯片为例,其利用电阻变化实现数据存储与逻辑计算的统一,在单个存储单元内即可完成乘加运算。这种架构使计算效率提升千倍以上,能效比突破100TOPs/W,较传统ASIC芯片提升两个数量级。在AI推理场景中,存算一体芯片可将能效提升至传统方案的100倍,为边缘端AI设备提供“零散热”的算力支持。
产业落地加速,场景全域覆盖
从实验室到产业化的跨越正在加速:华为昇腾系列芯片通过存算一体架构实现单芯片千TOPs算力,支撑起万亿参数大模型的实时推理;曦智科技光互连存算一体系统在招商银行反欺诈场景中,将交易延迟压缩至0.3毫秒;九天睿芯的感存算一体芯片ADAS20X,以20Tops/W的能效比同时处理图像与事件数据,成为自动驾驶域控制器的核心组件。在云端,新华三推出的H3C UniPoD S80000超节点,通过存算一体技术将万卡集群的算力利用率提升至92%,较传统架构提升40%。
生态协同进化,开启算力新纪元
存算一体芯片的爆发正推动全产业链变革。中芯国际14nm工艺良率突破85%,支撑起存算一体芯片的规模化量产;中科曙光开发的存算一体编程框架,使传统AI模型迁移成本降低70%;长三角“感存算一体化”联盟汇聚了50余家科研机构与企业,共同制定行业技术标准。据预测,到2030年全球存算一体芯片市场规模将突破500亿美元,中国占比超40%,成为全球算力创新的核心引擎。
当算力需求突破摩尔定律的物理边界,存算一体芯片以架构创新开辟了第三条技术路线。它不仅是破解“内存墙”的钥匙,更是重构AI算力生态的基石。在这场算力革命中,中国正以全产业链协同创新的姿态,引领全球AI进入“存算一体”新纪元。