比利時魯汶和美國加利福尼亞州圣克拉拉，2020年7月8日——全球領(lǐng)先的納米電子和數(shù)字技術(shù)研究及創(chuàng)新中心Imec聯(lián)合先進(jìn)的特殊工藝半導(dǎo)體晶圓代工廠格芯?（GLOBALFOUNDRIES?），于今日宣布一款新型人工智能芯片。這款新型芯片基于采用格芯22FDX?解決方案的Imec模擬內(nèi)存內(nèi)計算（AiMC）架構(gòu)，經(jīng)過優(yōu)化可在模擬域的內(nèi)存計算硬件上執(zhí)行深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算。該加速器可以實現(xiàn)高達(dá)2,900 TOPS/W的創(chuàng)紀(jì)錄能效，是低功耗設(shè)備邊緣推理的關(guān)鍵要素。這項新技術(shù)在隱私、安全和延遲方面的優(yōu)勢將會對各種邊緣設(shè)備的人工智能應(yīng)用產(chǎn)生影響，包括從智能揚聲器至自動駕駛汽車等應(yīng)用。
自早期的數(shù)字計算時代以來，處理器就已經(jīng)與存儲器分離開來。使用大量數(shù)據(jù)進(jìn)行的運算同樣需要大量從存儲器檢索的數(shù)據(jù)元素。這種限制（稱為馮諾依曼瓶頸）可能會掩蓋實際的計算時間，尤其是在依賴于大型向量矩陣乘法運算的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中。這些計算利用精密的數(shù)字計算機進(jìn)行，并且需要消耗大量的能量。但是，如果使用精度較低的模擬技術(shù)進(jìn)行向量矩陣乘法運算，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。
為應(yīng)對這個挑戰(zhàn)，Imec及其工業(yè)聯(lián)盟機器學(xué)習(xí)計劃的行業(yè)合作伙伴（包括格芯）開發(fā)了一個新架構(gòu)。該架構(gòu)通過在SRAM單元中進(jìn)行模擬計算，消除了馮諾依曼瓶頸問題。由此而來的模擬推理加速器（AnIA）構(gòu)建于格芯22FDX半導(dǎo)體平臺上，能效表現(xiàn)出色。表征測試表明，能效最高可達(dá)2,900 TOPS/W。如今可以在這款高能效加速器上本地執(zhí)行微型傳感器和低功率邊緣設(shè)備中的模式識別（通常由數(shù)據(jù)中心的機器學(xué)習(xí)提供支持）。
Imec機器學(xué)習(xí)計劃總監(jiān)Diederik Verkest表示：“AnIA的成功試產(chǎn)標(biāo)志著模擬內(nèi)存內(nèi)計算（AiMC）的驗證又向前邁出了重要一步。此次參考實現(xiàn)不僅表明模擬內(nèi)存內(nèi)計算是切實可行的，而且還可實現(xiàn)數(shù)字加速器10至100倍的能效。在Imec的機器學(xué)習(xí)計劃中，我們對現(xiàn)有的以及新興的內(nèi)存設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使它們適合模擬內(nèi)存內(nèi)計算。這些令人滿意的結(jié)果鼓舞著我們進(jìn)一步開發(fā)這項技術(shù)，朝著10,000 TOPS/W的目標(biāo)邁進(jìn)。”
格芯計算和有線基礎(chǔ)架構(gòu)產(chǎn)品管理副總裁Hiren Majmudar表示：“格芯一直與Imec保持著密切合作伙伴關(guān)系，以便利用我們的低功耗、高性能22FDX平臺實現(xiàn)新型AnIA芯片。此款測試芯片是向業(yè)界展示22FDX如何顯著降低能耗密集型人工智能和機器學(xué)習(xí)應(yīng)用功耗的關(guān)鍵一步。”
展望未來，格芯將在22FDX平臺上實現(xiàn)AiMC功能，以便在AI市場領(lǐng)域提供差異化解決方案。格芯的22FDX采用22nm FD-SOI技術(shù)，在極低功耗下提供出色的性能，并能夠以0.5 V超低電壓和1皮安/微米(pA/um)的電流工作，實現(xiàn)超低待機泄漏。具有全新AiMC功能的22FDX正在格芯位于德國德累斯頓Fab 1的先進(jìn)300mm生產(chǎn)線上進(jìn)行開發(fā)。
關(guān)于Imec
Imec是全球領(lǐng)先的納米電子和數(shù)字技術(shù)研究及創(chuàng)新中心。我們在微芯片技術(shù)領(lǐng)域廣受贊譽的領(lǐng)導(dǎo)地位，以及深厚的軟件和ICT專業(yè)知識使得我們與眾不同。通過利用我們一流的基礎(chǔ)設(shè)施以及本地和全球的多行業(yè)合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)，我們在醫(yī)療保健、智慧城市和移動、物流和制造業(yè)、能源和教育等應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行突破性創(chuàng)新。
作為多家公司、初創(chuàng)企業(yè)以及高等學(xué)府值得信賴的合作伙伴，我們匯集了來自近100個國家或地區(qū)的4,000多名優(yōu)秀人才。Imec總部位于比利時魯汶，在一些佛蘭芒語區(qū)的大學(xué)以及荷蘭、臺灣地區(qū)和美國設(shè)有研發(fā)團(tuán)隊，并在中國、印度和日本設(shè)有辦事處。2019年，Imec的收入（損益表）共計6.4億歐元。有關(guān)Imec的更多信息，請訪問：www.imec-int.com。
Imec是IMEC International（一家根據(jù)比利時法律設(shè)立的法人實體，名為“stichting van openbaar nut”）、比利時imec（佛蘭德斯政府支持的IMEC vzw）、荷蘭imec（荷蘭政府支持的Stichting IMEC Nederland，Holst Centre和OnePlanet的組成部分）、臺灣地區(qū)imec（IMEC Taiwan Co.）、中國imec（IMEC微電子（上海）有限公司）、印度imec（Imec India Private Limited）和佛羅里達(dá)州imec（IMEC美國納米電子設(shè)計中心）進(jìn)行活動的注冊商標(biāo)。
關(guān)于格芯
格芯?（GLOBALFOUNDRIES?）是全球領(lǐng)先的特殊工藝半導(dǎo)體代工廠，提供差異化、功能豐富的解決方案，賦能我們的客戶為高增長的市場領(lǐng)域開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品。格芯擁有廣泛的工藝平臺及特性，并提供獨特的融合設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)為一體的服務(wù)。格芯擁有遍布美洲、亞洲和歐洲的規(guī)模生產(chǎn)足跡，以其靈活性與應(yīng)變力滿足全球客戶的動態(tài)需求。格芯為阿布扎比穆巴達(dá)拉投資公司(Mubadala Investment Company)所有。如需了解更多信息，請訪問www.globalfoundries.com。