2024年9月27日，第三屆GMIF2024創(chuàng)新峰會(huì)在深圳灣萬(wàn)麗酒店圓滿落幕。本次峰會(huì)云集了來(lái)自全球存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)袖與專(zhuān)家，共同探討AI時(shí)代下存儲(chǔ)技術(shù)的前沿發(fā)展。北京大學(xué)集成電路學(xué)院院長(zhǎng)蔡一茂作為特邀嘉賓，在峰會(huì)上發(fā)表了關(guān)于《AI時(shí)代的存儲(chǔ)器與存內(nèi)計(jì)算技術(shù)發(fā)展》的主題演講。他從學(xué)術(shù)研究的視角出發(fā)，結(jié)合行業(yè)需求，深入剖析了存儲(chǔ)器技術(shù)的現(xiàn)狀及未來(lái)潛在發(fā)展路徑，并指出存內(nèi)計(jì)算技術(shù)將在AI時(shí)代背景下扮演更加重要的角色。峰會(huì)現(xiàn)場(chǎng)隆重揭曉了 GMIF2024 年度大獎(jiǎng)的評(píng)選結(jié)果，蔡院長(zhǎng)作為頒獎(jiǎng)嘉賓，為Arm、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)、兆易創(chuàng)新、佰維存儲(chǔ)等多家在存儲(chǔ)器創(chuàng)新領(lǐng)域做出突出貢獻(xiàn)的企業(yè)頒發(fā)榮譽(yù)證書(shū)。

蔡院長(zhǎng)在演講中指出，隨著人工智能（AI）技術(shù)的快速發(fā)展，全球存儲(chǔ)器和計(jì)算系統(tǒng)正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。AI應(yīng)用對(duì)高效計(jì)算和低功耗的需求愈發(fā)迫切，但由于傳統(tǒng)摩爾定律逐漸放緩，特征尺寸的微縮接近極限，使得系統(tǒng)級(jí)的算力和能效提升成為后摩爾時(shí)代的焦點(diǎn)問(wèn)題。這不僅是芯片研發(fā)和制造層面的挑戰(zhàn)，更是整個(gè)集成電路領(lǐng)域上下游產(chǎn)業(yè)鏈需要共同面對(duì)的問(wèn)題。蔡院長(zhǎng)提到，如何在有限功耗下，特別是“雙碳”目標(biāo)背景下，滿足高性能計(jì)算需求，不僅是技術(shù)問(wèn)題也是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，需要學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界協(xié)同解決。

蔡院長(zhǎng)在演講中詳細(xì)闡述了存內(nèi)計(jì)算（In-Memory Computing，IMC）這一技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)將計(jì)算能力嵌入存儲(chǔ)器中，減少了數(shù)據(jù)在處理器與存儲(chǔ)器之間的傳輸延遲，從而提高系統(tǒng)性能并降低能耗。他指出，存內(nèi)計(jì)算技術(shù)的研究目前已取得顯著進(jìn)展，尤其是在基于DRAM、NAND Flash以及新型存儲(chǔ)器（如RRAM）的架構(gòu)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的價(jià)值空間。

蔡院長(zhǎng)強(qiáng)調(diào)，盡管存內(nèi)計(jì)算當(dāng)前仍面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)，如非易失性存儲(chǔ)器的可靠性問(wèn)題等，但通過(guò)持續(xù)不斷的研究創(chuàng)新，存內(nèi)計(jì)算有望成為未來(lái)AI計(jì)算領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)。這種技術(shù)不僅能夠加速AI推理，還能夠?yàn)檫吘売?jì)算和端側(cè)計(jì)算提供高效的解決方案。

隨著AI應(yīng)用場(chǎng)景趨向多元化發(fā)展，單一存儲(chǔ)器類(lèi)型已經(jīng)難以滿足所有計(jì)算任務(wù)的需求。蔡院長(zhǎng)認(rèn)為，未來(lái)的存儲(chǔ)架構(gòu)將向多存儲(chǔ)器異構(gòu)化發(fā)展，不同存儲(chǔ)器類(lèi)型如DRAM、NAND、新型存儲(chǔ)器等將通過(guò)先進(jìn)封裝等技術(shù)手段進(jìn)行協(xié)同工作，以應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)景下的AI計(jì)算需求。

他特別提到，在高帶寬和大容量的存儲(chǔ)需求下，高性能存儲(chǔ)器如HBM的應(yīng)用已成為未來(lái)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。然而，單靠HBM并不足以滿足所有AI計(jì)算需求，特別是在低功耗、低成本的場(chǎng)景下，還需要通過(guò)減少訪存頻率、優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等來(lái)進(jìn)一步提升整體能效。

同時(shí)，蔡院長(zhǎng)還提到，未來(lái)存儲(chǔ)器技術(shù)的突破將不僅僅局限于硬件升級(jí)本身，引入新的計(jì)算范式如類(lèi)腦計(jì)算、量子計(jì)算、光子計(jì)算等也將成為AI時(shí)代存儲(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新的前沿方向。通過(guò)采用新的信息編碼方式，這些技術(shù)有望顯著提升AI計(jì)算的效率和能效。

在演講的最后，蔡院長(zhǎng)強(qiáng)調(diào)，AI時(shí)代的存儲(chǔ)器技術(shù)發(fā)展不僅需要突破容量和速度的限制，更需要在能耗和算力上取得進(jìn)展。存內(nèi)計(jì)算技術(shù)、多存儲(chǔ)器異構(gòu)架構(gòu)以及新型存儲(chǔ)器的應(yīng)用，將為未來(lái)AI計(jì)算的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。他呼吁學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界攜手合作，共同推動(dòng)存儲(chǔ)技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步，更好應(yīng)對(duì)智能時(shí)代的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。

隨著AI技術(shù)的快速發(fā)展，存儲(chǔ)器和計(jì)算架構(gòu)的創(chuàng)新已成為信息技術(shù)領(lǐng)域的重要課題。未來(lái)，多存儲(chǔ)器異構(gòu)架構(gòu)和存內(nèi)計(jì)算技術(shù)的推廣應(yīng)用，將為大規(guī)模AI計(jì)算提供更加高效的解決方案。而北大集成電路學(xué)院在這一領(lǐng)域的持續(xù)探索和研究，也將為推動(dòng)全球存儲(chǔ)技術(shù)的革新貢獻(xiàn)力量，推動(dòng)集成電路行業(yè)走向一個(gè)更加智能、更加高效的未來(lái)。