SK海力士成功研发下一代PIM智能内存芯片技术

SK海力士开发的GDDR6-AiM，是一种将计算功能融入内存的创新技术。这项名为“PIM”的下一代内存半导体，旨在解决传统架构中数据传输的瓶颈问题。本教程将带您深入了解这一技术的特点、优势以及应用前景。

PIM技术概述

传统计算机中，存储半导体仅负责保存数据，而非存储半导体（如CPU或GPU）负责处理数据。这种分离的架构导致数据处理效率低下。SK海力士开发的PIM（processing-in-memory，内存中处理）技术，通过在内存中加入计算功能，能够最大限度地提高数据处理速度。

PIM技术的核心优势包括：

• 减少CPU、GPU之间的数据传输往来，降低数据搬运成本
• 通过直接在内存位置进行计算，提升整体运算效率
• 为人工智能、大数据处理等场景提供更好的性能支持

小提示：如果您经常遇到数据处理速度慢的瓶颈，PIM技术可能正是需要的解决方案。它特别适合人工智能和大数据应用的性能需求。

首款产品：GDDR6-AiM

SK海力士开发了公司首款基于PIM技术的产品 —— GDDR6-AiM（Accelerator-in-Memory，内存翻跟斗）的样本。以下是该产品的关键技术指标：

• 数据传输速度：16Gbps的GDDR6内存基础上，添加计算功能
• 工作电压：低至1.25V，低于GDDR6内存的标准工作电压(1.35V)
• 功耗降低：相比传统方案，功耗成功降低80%
• 性能提升：在特定计算环境中，演算速度可提高至最高16倍

SK海力士开发出基于PIM技术的首款样品GDDR6-AiM

SK海力士开发出基于PIM技术的首款样品GDDR6-AiM

应用场景与性能优势

GDDR6-AiM有望在以下领域有广泛应用：

• 机器学习
• 高性能计算
• 大数据计算
• 存储领域

与传统的DRAM相比，将GDDR6-AiM与CPU、GPU相结合的系统，可在特定计算环境中大幅提升性能。通过降低工作电压和减少数据传输，长期使用可有效降低设备的碳排放，改善ESG经营成果。

常见问题

问题1： PIM技术与传统内存技术有何本质区别？

传统内存只负责存储数据，而PIM技术在内存芯片内部集成了计算能力，可以在数据存储的同一物理位置完成计算，从而减少数据在内存和处理器之间的传输，大幅提升效率并降低功耗。

问题2： GDDR6-AiM的功耗降低80%是如何实现的？

主要有两个途径：一是工作电压从标准的1.35V降低至1.25V；二是PIM技术减少了与CPU、GPU的数据传输往来，从而降低了CPU及GPU的能源消耗。两者叠加，整体功耗可降低约80%。

问题3： 这项技术何时可以实际应用？

SK海力士计划在2022年2月底于美国旧金山举行的ISSCC（国际固态电路会议）大会上发布PIM芯片技术的开发成果，并已推出GDDR6-AiM样本。实际应用和生态构建已在规划中。

未来合作与发展

SK海力士计划与最近刚从SK电讯拆分出来的人工智能半导体公司SAPEON Inc.携手合作，推出将GDDR6-AiM和人工智能半导体相结合的技术。这一合作将帮助在数据计算、成本和能耗方面最大限度地提高效率。

SK海力士解决方案开发担当副社长安炫表示：“基于具备独立计算功能的PIM技术，SK海力士将通过GDDR6-AiM构建全新的存储器解决方案生态系统。公司将为不断调整业务模式并倡导技术创新的新方向而努力。”

核心术语解析

• PIM(processing-in-memory)： 为内存半导体结合计算功能的下一代技术，系针对人工智能和大数据处理过程中数据传输瓶颈问题的解决方案。
• ISSCC： 指国际固态电路会议。该会议于2022年2月20日至24日线上举行，主题为"面向可持续世界的智能硅片（Intelligent Silicon for a Sustainable World）"。
• 翻跟斗（Accelerator）： 指由针对特定信息处理及演算需求专门设计的芯片组成的特殊功能硬件设备。
• 图形DDR（GDDR）： 由电子器件工程联合委员会（JEDEC）定义的图形DRAM的标准规格，专门用于更快速地处理图形的内存规范。最近，图形DDR作为人工智能和大数据应用领域最为广泛采纳的内存解决方案而备受关注。

通过PIM技术的不断发展，SK海力士期待存储半导体在智能手机等ICT产品发挥更为核心的作用，甚至在未来成功实现“存储器中心计算（Memory Centric Computing）”。这项革命性的技术，将为人工智能、大数据处理和可持续计算领域带来重大突破。

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