存内计算芯片研究进展及应用

来源：电子与信息学报杂志2023年第5期北京时间：

作者：郭昕婕, 王光燿, 王绍迪

单位：1.北京知存科技有限公司 北京 1001912.北京航空航天大学集成电路科学与工程学院 北京 100191

摘要：随着数据快速增长，冯诺依曼架构内存墙成为计算性能进一步提升的关键瓶颈。新型存算一体架构(包括存内计算(IMC)架构与近存计算(NMC)架构)，有望打破冯诺依曼架构瓶颈，大幅提高算力和能效。该文介绍了存算一体芯片的发展历程、研究现状以及基于各类存储器介质(如传统存储器DRAM, SRAM和Flash和新型非易失性存储器ReRAM, PCM, MRAM, FeFET等)的存内计算基本原理、优势与面临的问题。然后，以知存科技WTM2101量产芯片为例，重点介绍了存算一体芯片的电路结构与应用现状。最后，分析了存算一体芯片未来的发展前景与面临的挑战。

关键词：存算一体, 存储墙, 功耗墙, 存内计算, 近存计算, 冯诺依曼架构瓶颈

基金资助：科技部“科技助力经济2020”重点专项项目(SQ2020YFF0404823)