说到冯诺依曼架构，可以这么矛盾地认为，它既是一切现代计算机的基础，又是现代计算机难以绕开的桎梏。虽然冯诺依曼架构开启了计算机系统结构的先河，为我们的计算机科技发展发挥了不可磨灭的作用，不过随着时代发展，这个架构的局限也越来越难以满足我们不断增长的需要，因此改良或突破固有架构就成了一个关键的问题。而这次，阿里巴巴达摩院出手了。近日，阿里巴巴达摩院（以下简称阿里达摩院）宣布成功研发一款新型存算一体架构芯片。
据介绍，该芯片是全球首款基于DRAM的3D键合堆叠存算一体AI芯片，可突破冯诺依曼架构的性能瓶颈，满足人工智能等场景对高带宽、高容量内存和极致算力的需求。在特定AI场景中，该芯片性能提升10倍以上，能效比提升高达300倍。
数据是冷的，不过概念却是很有突破性的。要知道，这可是冯诺依曼架构啊，是目前计算机系统的基础，而AI的发展有点太快，传统计算机系统架构越来越难以满足了。所以只有突破了这个基础，现代人工智能的算力才会跟着提升上去，否则我们会一直受困于功耗墙内存墙这些打破不了的局限。
于是阿里达摩院的存算一体芯片应运而生。据了解，这款芯片有些类似于我们的大脑，它将数据存储单元和计算单元融合为一体，犹如都在记忆和分析判断都在脑海中执行，这样就大幅减少数据搬运，从而极大提高计算并行度和能效。
当然了，业内普遍存在的问题，一定是业内共同的难题，虽然阿里达摩院此次的新芯片解决了一直以来重大的问题，但并不能说她一骑绝尘，从概念到研究都是全新的。因为，实现存算一体是上个世纪90年代就由业内人士提出了，只是技术的复杂度、高昂的设计成本，以及缺少应用场景等因素没有进展。
此次阿里达摩院自研创新取得的进展，是采用近存储计算这一技术方案展开的。首次采用混合键合（Hypid Bonding）的 3D 堆叠技术将计算芯片和存储芯片 face-to-face 地用特定金属材质和工艺进行互联。在设计方面，该芯片内存单元采用异质集成嵌入式 DRAM，拥有超大内存容量和带宽优势，相比传统 SRAM 获得了数量级上的提升，片上内存带宽可高达 37.5GB/s/mm2。计算芯片方面，达摩院研发设计了流式的定制化加速器架构，对推荐系统进行「端到端」加速，包括匹配、粗排序、神经网络计算、细排序等任务。
上面一段话可能更硬核技术一些，不过看看阿里达摩院这些研究取得的认可，也许我们就能直观一点感觉到这一项突破的重要性和意义所在了吧。机智客摘自相关资讯，此次研究成果已被即将在明年2月举行的IEEE国际固态电路顶级会议ISSCC 2022收录。在存算一体架构方向上已拥有大量成果，在ISCA、MICRO、HPCA等顶级计算机体系结构会议上发表多篇论文。
