大算力存算一体芯片:架构设计与编译器开发新探索
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更新于2024-06-21
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"本次讲座由千芯科技董事长陈巍主讲,主题聚焦于大算力可重构存算一体芯片的架构设计与编译器开发,旨在探讨如何应对AI计算的日益增长的需求和面临的挑战。"
在当今AI领域,随着大模型如GPT-3、AlphaFold2和Gato的出现,对计算能力的需求急剧增加。传统的提升算力方法包括使用大粒度指令集、访存优化、调度优化、低摆幅设计、SIMD、SIMT、STMD等技术,以及利用新型存储器如HBM和探索新型材料如光电器件、量子器件。然而,这些方法在面对摩尔定律放缓和存算分离带来的计算带宽问题时,其效能提升效果有限。
存算一体技术被视为解决这一瓶颈的一种可能途径,它通过将计算功能集成到存储单元中,减少了数据传输的开销,从而提高计算效率。陈巍提出了一系列问题,比如哪种存储器件适合存算一体,模拟或数字架构更适合,以及存算一体芯片的编译器应该如何设计。存算一体架构的优势在于减少数据搬运,提高能效,但同时也面临着设计和编译器开发的挑战。
存算一体芯片设计的关键在于平衡存算比例和可重构性。可重构性允许芯片根据不同的工作负载进行动态配置,以适应各种AI计算任务。这要求编译器具备高度智能,能够有效地映射算法到硬件资源,优化计算流程,同时处理精度、位宽和能效之间的权衡。
陈巍的演讲涵盖了大算力计算面临的挑战,存算一体技术的优势,以及针对云计算和边缘计算的大算力存算一体芯片设计。他强调,存算一体架构不仅有助于解决当前的带宽问题,还有可能成为未来超越传统CPU、GPU和NPU的新兴计算平台。然而,存算一体也可能会被更先进的技术如量子计算或光子计算所取代,这需要持续关注和研究。
大算力可重构存算一体芯片是应对AI计算需求激增的解决方案之一,其架构设计和编译器开发是实现高效能、高能效计算的关键。这一领域的研究和创新对于推动AI技术的发展至关重要,同时也对芯片行业的未来产生了深远影响。
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