3D 集成与新兴存储器在AI芯片中的应用

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"这篇文档主要讨论了片外存储器在人工智能和AI芯片技术中的应用,特别是在DRAM和NAND闪存方面。文档提到了3D集成技术如何提升存储器的带宽和容量,如HBM和HMC在GPU产品中的集成。此外,新兴非易失性随机存取内存(NVRAM)如FeRAM, MRAM, PRAM, RRAM等的存储容量和读写带宽发展趋势也进行了对比分析。文档还涵盖了人工智能芯片的关键特征、发展现状、技术挑战以及未来的架构设计趋势,强调了AI友好的存储技术和新兴计算技术如近内存计算和存内计算的重要性。最后,文档提及神经形态芯片作为未来发展方向的可能性及其独特特性。" 本文首先介绍了片外存储器的两种主要类型——DRAM和NAND闪存,它们因高密度单元结构而常用于大容量存储。3D集成技术,例如通过TSV技术堆叠多层,被用来增强这些存储器的性能。DRAM的例子包括HBM和HMC,它们在GPU等高性能计算应用中展现出高带宽的优势。同时,NAND闪存也在不断发展,3D NAND技术已经推进到96层。 接着,文章探讨了新兴的非易失性随机存取内存(NVRAM),如FeRAM, MRAM, PRAM, RRAM等,并比较了它们在存储容量和读写速度方面的表现。这些技术随着时间的发展,显示出持续的进步和潜在的市场应用。 文档进一步分析了人工智能芯片的关键特征,包括新型计算范式、训练和推断过程、大数据处理能力、数据精度、可重构性和软件工具。目前,AI芯片分为云端和边缘设备两大类别,两者在不同的应用场景下发挥着各自的作用。然而,AI芯片面临冯·诺伊曼瓶颈和CMOS工艺及器件的挑战,这促使研究人员探索新的架构设计趋势,比如大存储、高效能和可伸缩的云端训练和推断,以及极致效率的边缘设备。 文章还讨论了AI芯片中的存储技术,包括AI友好型存储器、片外存储器、片上(嵌入型)存储器和新兴存储器。新兴计算技术,如近内存计算和存内计算,旨在提高计算效率,而基于新型存储器的人工神经网络则试图模拟生物神经网络,以实现更高效的数据处理。 最后,神经形态芯片被看作是未来AI芯片的一种可能形态,其特有的算法模型、众核结构、事件驱动和数据流计算等特性,使其在低功耗和高并行计算中展现出巨大潜力。尽管存在挑战,但神经形态芯片提供了新的研究方向,并且AI芯片的基准测试和发展路线图也在不断演进和完善。 这篇文档全面概述了AI芯片领域的重要知识点,包括存储技术、发展趋势和未来挑战,为理解人工智能和芯片技术的最新进展提供了宝贵的资料。
2009-10-07 上传
目录 第1章 电磁理论基础  1.1 电磁理论中的“符号矢量”方法  1.2 麦可斯韦方程组的独立方程与非独立方程,限定形式与非限定形式  1.3 麦可斯韦方程组的积分形式  1.4 边界条件  1.5 自由空间中的简谐场  1.6 位函数方法  参考文献 第2章 并矢格林函数  2.1 麦可斯韦方程组的并矢形式,电型和磁型并矢格林函数  2.2 自由空间并矢格林函数  2.3 并矢格林函数的分类  2.4 并矢格林函数的对称性  2.5 互易定理  2.6 辅助互易定理的传输线模型  2.7 导电平面半空间的并矢格林函数  参考文献 第3章 矩形波导 第4章 圆柱波导  4.1 具有离散本征值的圆柱波函数  4.2 圆柱波导  4.3 圆柱腔  4.4 同轴线  参考文献 第5章 自由空间中的圆柱体  5.1 具有连续本征值的圆柱矢量波函数  5.2 自由空间并矢格林函数的本征函数展开  5.3 导体圆柱、介质圆柱与介质覆盖导电圆柱  5.4 近似表达式  参考文献 第6章 完纯导电椭圆柱体  6.1 椭圆柱坐标系中的矢量波函数  6.2 第一类电型并矢格林函数  参考文献 第7章 完纯导电劈和半片  7.1 完纯导电劈的并矢格林函数  7.2 半片  7.3 半片存在时电偶极子的辐射  7.4 半片存在时磁偶极子的辐射  7.5 半片上隙缝的辐射  7.6 半片对平面波的绕射  7.7 圆柱和半片  参考文献 第8章 球形边界 第9章 导电圆锥边界  9.1 导电圆锥并矢格林函数  9.2 锥面上偶极子天线的辐射  9.3 导电圆锥对平面波的散射  9.4 圆锥边界本征值的计算  参考文献 第10章 平面分层媒质  10.1 平直地面  10.2 平直地面上电偶极子的辐射,索末菲公式  10.3 导电平面上的介质层  10.4 分层媒质的互易定理  10.5 本征函数展开  10.6 空气中的介质片  10.7 并矢格林函数的二维傅立叶变换  参考文献 第11章 非均匀媒质和运动媒质  11.1 平面分层媒质的矢量波函数  11.2 球面分层媒质的矢量波函数  11.3 非均匀球形透镜  11.4 运动的各向同性媒质中的简谐场  11.5 运动媒质中与时间相关的场  11.6 充有运动媒质的矩形波导  11.7 充有运动媒质的圆柱波导  11.8 运动媒质中的无限长导电柱体  参考文献 附录  A. 矢量分析和并矢分析  B. 标量格林函数  C. 傅立叶变换和汉克尔变换  D. 积分的鞍点法和贝塞耳函数乘积的半无限积分  E. 矢量波函数及它们相互关系  参考文献 外国人名对照