
7月13日,神秘的AI独角兽东方算芯揭开面纱,发布首颗大算力芯片DF1000。该芯片最大突破在于“14≈4”,以国内目前相对落后的14纳米工艺加工,但其算力利用率、能效比等却堪比以4纳米工艺制成的高性能芯片。据测试,DF1000的训练性能介于英伟达A系列和H系列之间。
东方算芯DF1000。
东方算芯董事长兼CEO魏少军博士介绍,“14约等于4”背后,公司祭出两大核心技术路线——以软件定义芯片、近存计算。
以软件定义芯片,简单讲就是芯片本身没有功能,改由软件来控制。软件写入什么功能,芯片就是什么功能。这种灵活性带来的大算力优势,对于当下模型算法几乎每三个月就大迭代一次极具意义。
近存计算,其核心思路在于减少数据搬运距离,计算逻辑靠近存储器布局,以解决带宽问题。早在1958年,晶体管的三位发明人之一威廉·肖克利,就提出把晶体管叠层摆放的构想。东方算芯受此启发,通过3D混合键合技术,将芯片计算层与存储层垂直堆叠集成,把互连间距压缩至亚微米级,带来互连密度与带宽密度的数量级提升,以高效支撑大模型训练推理等高强度算力需求。
3D堆叠。
早在2006年,由于发现芯片工艺进步、单位成本陡增的苗头,清华大学微电子学所(现为集成电路学院)尝试研究新的技术架构,启动“可重构计算芯片”研发,也就是现在“以软件定义芯片”方案的前身。这项技术于2015年基本成熟,也因此获得国家技术发明二等奖。
机缘巧合,2023年,大模型引发智算需求大爆发,对算力的灵活性、高性能、应用通用性均提出新要求,通用图形处理器(GPGPU)技术路线迅速成为AI芯片的国际主流路线。“但该路线高度依赖先进工艺。在我国先进的工艺路线受阻情况下,我们的‘软件定义芯片+近存计算’路线恰好能解决这些痛点。为此,我们迅速将技术成果从超算挪到了更为迫切的AI领域。有点歪打正着,但机会总是留给有准备的人。”魏少军说。
东方算芯128卡集群。
2024年5月,上海东方算芯科技有限公司在张江成立,清华大学长聘教授、国家集成电路产业发展咨询委员会委员魏少军亲自下场创业,出任董事长兼CEO。之所以来上海,他说,因为上海是中国集成电路产业生态最完善、产业链最完整、政策支持最给力的城市。
魏少军。
魏少军身上透着自信自豪。他强调,清华大学当年在全球最早启动“可重构计算芯片”项目,而且至今依然是该领域技术的执牛耳者。2017年,美国实施“电子复兴计划”(ERI),其六大方向之一,就是以软件定义硬件。但此时清华已研究了11年。“当一颗芯片的功能要做实时动态改变时,它多长时间能改变一次就成为关键指标。2022年,美国做到300至1000纳秒变化一次。但早在2012年,我们就做到了20至40纳秒,速度比美国快10倍以上。”
魏少军同时又充满敬畏。他反复强调,切不可迷信3D。“现在外界很多人认为,3D堆叠是中国解决芯片‘卡脖子’问题的关键。事实上,3D只是我们实现近存计算中的一条途径,绝非唯一。而且它所带来的良率等问题至今尚未解决。”据结束,3D堆叠有其不为人知的一面——任何芯片,其成品率都不可能做到100%。3D路径是把多层芯片堆在一起,其总体成品率就变为各层成品率相乘。众所周知,小数(如95%)相乘,越乘越小,芯片良率难以逃脱乘积衰减法则。
因此,此次东方算芯首发,其更大意义不在性能王炸,而在于为我国高端算力芯片提供了一种可落地、可规模化、可长期自主的技术方案。
据悉,东方算芯已收获一批“敢吃螃蟹”的客户,首颗大算力芯片DF1000及相关解决方案,有望于今年下半年实现批量交付。
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