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存内处理(PIM)新进展:未来存储器的核心趋势

来源自:开云体育网址    点击数:1   发布时间:2025-03-27 05:16:20

  近年来,随着生成式人工智能(AI)技术的加快速度进行发展,数据量激增,存储器市场正迎来新的变革。尤其是在AI领域,存储器的需求日渐增长,传统的存储解决方案面临巨大的挑战。在这一背景下,存内计算(PIM)作为一种创新的存储架构,正逐步引起业界的关注,并且在商业化上获得新进展。

  首先,PIM的基本理念是将计算能力集成到存储器中,从根本上突破传统冯·诺依曼架构的瓶颈。在传统架构中,计算单元与存储器之间的数据传输往往成为性能提升的主要障碍,因为数据需要在计算和存储之间频繁移动,这不仅增加了延迟,也耗费了能量。而存内计算通过将计算功能嵌入到存储设备内,显著减少了数据搬运的需求,提高了整体效率。

  最近,三星电子和SK海力士的合作成为推动PIM技术标准化的重要一步。他们的目标是加快针对人工智能的低功耗存储器的标准化进程,特别是LPDDR6-PIM内存产品。这不仅有助于提高不同设备之间的兼容性和互操作性,还有助于降低开发成本,推动技术的广泛应用。

  随着AI技术的慢慢的提升,特别是像ChatGPT这样的模型,其对计算能力和存储的需求飞速增加,PIM技术的优势正变得尤为明显。例如,三星的HBM-PIM芯片能在计算密集型场景下有效提升性能,同时功耗明显降低。此外,SK海力士的GDDR6-AiM产品也展示了PIM在提升运算速度方面的潜力,特别是在RGPU和CPU的结合中,性能提升可达16倍,同时功耗大幅降低。

  在诸多技术路径中,存内处理的优势大多数表现在其高能效和快速数据处理能力。存内计算的实现,不仅让内存具备了计算能力,同时还极大改善了数据存取的效率。这种技术的革新对需要处理海量数据的AI应用场景,特别的重要。依据市场研究公司IDC的预测,未来几年内,全球数据生成量将达到394ZB,其中AI内容的生成将占据相当大的比例。面对这样的增长,PIM无疑是解决存储瓶颈的重要方案。

  如我们所见,存储器的未来在于不断融合新的计算方式和存储技术。近存计算(PNM)、存内计算(CIM)以及PIM三种路径互为补充,形成较为强大的技术合力。近存计算通过降低存储器和处理器之间的物理距离,达到提升数据传输速率的效果,虽然依旧属于冯·诺依曼架构。而做到真正意义上存内计算的PIM技术,正在慢慢地走向成熟。

  产业界的初步尝试已经显现成效,2021年,阿里巴巴达摩院推出的基于DRAM的存内计算AI芯片,展现了在特定应用场景下性能提升十倍、能效提升三百倍的惊人能力。每一项技术的进展都标志着存储和计算融合的进一步实现,同时也代表着AI技术应用的广泛可能。

  然而,尽管PIM技术在多个行业领域展现出强大的适应性和应用潜力,商业化落地仍然面临挑战。这主要由于各厂商的发展路线和标准不一,导致业界在规范和互操作性方面的障碍。因此,推动行业标准化成为了当务之急。通过标准化,可以在一定程度上促进不同技术和设备之间的结合,从而加快PIM技术的整体市场接受度。

  总的来说,PIM技术的演进是存储器行业的趋势之一,对于推动人工智能的发展具备极其重大意义。在未来的日子里,随市场需求的一直增长,以及科技界在此领域的不断探索,PIM及其有关技术必将迎来加速商业化的时刻,成为辅助AI技术在各行业应用的重要基石。

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