比利時(shí)魯汶和美國(guó)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(chǎng)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(jì)算（AiMC）架構(gòu)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化可在模擬域的內(nèi)存計(jì)算硬件上執(zhí)行深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。該加速器可以實(shí)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(xiàng)新技術(shù)在隱私、安全和延遲方面的優(yōu)勢(shì)將會(huì)對(duì)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(yáng)聲器至自動(dòng)駕駛汽車(chē)等應(yīng)用。

自早期的數(shù)字計(jì)算時(shí)代以來(lái)，處理器就已經(jīng)與存儲(chǔ)器分離開(kāi)來(lái)。使用大量數(shù)據(jù)進(jìn)行的運(yùn)算同樣需要大量從存儲(chǔ)器檢索的數(shù)據(jù)元素。這種限制（稱(chēng)為馮諾依曼瓶頸）可能會(huì)掩蓋實(shí)際的計(jì)算時(shí)間，尤其是在依賴(lài)于大型向量矩陣乘法運(yùn)算的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中。這些計(jì)算利用精密的數(shù)字計(jì)算機(jī)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(yùn)算，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。

為應(yīng)對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)，Imec及其工業(yè)聯(lián)盟機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)劃的行業(yè)合作伙伴（包括格芯）開(kāi)發(fā)了一個(gè)新架構(gòu)。該架構(gòu)通過(guò)在SRAM單元中進(jìn)行模擬計(jì)算，消除了馮諾依曼瓶頸問(wèn)題。由此而來(lái)的模擬推理加速器（AnIA）構(gòu)建于格芯22FDX半導(dǎo)體平臺(tái)上，能效表現(xiàn)出色。表征測(cè)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(shí)別（通常由數(shù)據(jù)中心的機(jī)器學(xué)習(xí)提供支持）。

Imec機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)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(jì)算（AiMC）的驗(yàn)證又向前邁出了重要一步。此次參考實(shí)現(xiàn)不僅表明模擬內(nèi)存內(nèi)計(jì)算是切實(shí)可行的，而且還可實(shí)現(xiàn)數(shù)字加速器10至100倍的能效。在Imec的機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)劃中，我們對(duì)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(jì)算。這些令人滿(mǎn)意的結(jié)果鼓舞著我們進(jìn)一步開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，朝著10,000 TOPS/W的目標(biāo)邁進(jìn)。”

格芯計(jì)算和有線(xiàn)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(tái)實(shí)現(xiàn)新型AnIA芯片。此款測(cè)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(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用功耗的關(guān)鍵一步。”

展望未來(lái)，格芯將在22FDX平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)AiMC功能，以便在AI市場(chǎng)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(shí)現(xiàn)超低待機(jī)泄漏。具有全新AiMC功能的22FDX正在格芯位于德國(guó)德累斯頓Fab 1的先進(jìn)300mm生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行開(kāi)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?cè)谖⑿酒夹g(shù)領(lǐng)域廣受贊譽(yù)的領(lǐng)導(dǎo)地位，以及深厚的軟件和ICT專(zhuān)業(yè)知識(shí)使得我們與眾不同。通過(guò)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?cè)卺t(yī)療保健、智慧城市和移動(dòng)、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(lài)的合作伙伴，我們匯集了來(lái)自近100個(gè)國(guó)家或地區(qū)的4,000多名優(yōu)秀人才。Imec總部位于比利時(shí)魯汶，在一些佛蘭芒語(yǔ)區(qū)的大學(xué)以及荷蘭、臺(tái)灣地區(qū)和美國(guó)設(shè)有研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并在中國(guó)、印度和日本設(shè)有辦事處。2019年，Imec的收入（損益表）共計(jì)6.4億歐元。有關(guān)Imec的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：www.imec-int.com。

Imec是IMEC International（一家根據(jù)比利時(shí)法律設(shè)立的法人實(shí)體，名為“stichting van openbaar nut”）、比利時(shí)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(tái)灣地區(qū)imec（IMEC Taiwan Co.）、中國(guó)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(guó)納米電子設(shè)計(jì)中心）進(jìn)行活動(dòng)的注冊(cè)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(chǎng)，提供差異化、功能豐富的解決方案，賦能我們的客戶(hù)為高增長(zhǎng)的市場(chǎng)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品。格芯擁有廣泛的工藝平臺(tái)及特性，并提供獨(dú)特的融合設(shè)計(jì)、開(kāi)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(mǎn)足全球客戶(hù)的動(dòng)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(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.globalfoundries.com。