給內(nèi)存加上AI？三星是這樣做的

近期，三星在Hot Chips 33會議上展示了其在內(nèi)存內(nèi)處理（PIM）技術(shù)方面的最新進(jìn)展。Hot Chips 33會議作為半導(dǎo)體行業(yè)的重要會議，每年都會有備受矚目的微處理器和IC創(chuàng)新產(chǎn)品亮相。

三星半導(dǎo)體 HBM-PIM

三星發(fā)布的信息包括，三星首次成功將基于PIM的高帶寬存儲器（HBM-PIM）整合到商用化加速器系統(tǒng)中，并擴(kuò)大PIM應(yīng)用范圍至DRAM模組和移動內(nèi)存，從而加速實(shí)現(xiàn)內(nèi)存和邏輯的融合。

三星首次將HBM-PIM集成到AI加速器中

今年2月，三星推出了其首個HBM-PIM（Aquabolt-XL），將AI處理能力整合到三星HBM2 Aquabolt中，以增強(qiáng)超級計(jì)算機(jī)和AI應(yīng)用的高速數(shù)據(jù)處理能力。隨后，HBM-PIM在賽靈思（Xilinx）Virtex Ultrascale+（Alveo）AI加速器中進(jìn)行了測試，它提升了近2.5倍的系統(tǒng)性能，并降低超過60%的能耗。

“HBM-PIM是三星首個在客戶AI加速器系統(tǒng)中進(jìn)行了測試的AI定制內(nèi)存解決方案，顯示出巨大的商業(yè)潛力。”三星電子DRAM產(chǎn)品和技術(shù)高級副總裁Nam Sung Kim表示，“隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，該技術(shù)應(yīng)用將會進(jìn)一步擴(kuò)大，擴(kuò)展至用于下一代超級計(jì)算機(jī)和AI應(yīng)用的HBM3，甚至用于設(shè)備上AI的移動存儲器，以及用于數(shù)據(jù)中心的存儲器模塊。”

“賽靈思一直與三星電子合作，從Virtex UltraScale+ HBM系列開始，為數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)和實(shí)時信號處理應(yīng)用提供高性能解決方案。近期，雙方又推出了令人振奮的Versal HBM系列產(chǎn)品。”賽靈思產(chǎn)品規(guī)劃部高級總監(jiān)Arun Varadarajan Rajagopal表示，“很高興能與三星繼續(xù)開展合作，我們幫助評估HBM-PIM系統(tǒng)在AI應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)重大性能，及能效提升的潛力。”

由PIM驅(qū)動的DRAM模塊

加速DIMM（AXDIMM）能在DRAM模塊內(nèi)進(jìn)行“處理”，盡可能減少CPU和DRAM之間的大量數(shù)據(jù)交換，以提升AI加速器系統(tǒng)的能源效率。由于緩沖芯片內(nèi)嵌有AI引擎，AXDIMM可對多個內(nèi)存排列（DRAM芯片組）并行處理，而非每次僅訪問一組，從而大大提升了系統(tǒng)性能和效率。由于AXDIMM模塊能保留傳統(tǒng)DIMM的外形尺寸，因此它能在不修改系統(tǒng)的情況下直接替換。目前，AXDIMM正在客戶的服務(wù)器上進(jìn)行測試，能夠在基于AI的推薦應(yīng)用中，提供大約2倍的性能，并使整個系統(tǒng)的能耗減少40%。

三星半導(dǎo)體 AXDIMM

“思愛普（SAP）一直為SAP-HANA在內(nèi)存內(nèi)數(shù)據(jù)庫（IMDB）應(yīng)用方面與三星開展合作。”思愛普HANA核心研究與創(chuàng)新主管Oliver Rebholz表示，“根據(jù)性能預(yù)測和潛在的整合方案，我們預(yù)計(jì)內(nèi)存內(nèi)數(shù)據(jù)庫管理（IMDBMS）的性能會有明顯改善，并通過AXDIMM上的分解計(jì)算，實(shí)現(xiàn)更高能效。思愛普希望繼續(xù)與三星在該領(lǐng)域進(jìn)行合作。”

移動存儲器將AI從數(shù)據(jù)中心帶到設(shè)備上

三星LPDDR5-PIM移動存儲器，可在不連接數(shù)據(jù)中心的情況下，提供獨(dú)立的AI功能。模擬測試表明，LPDDR5-PIM在用于語音識別、翻譯和聊天機(jī)器人等應(yīng)用時，可提升1倍以上的性能，同時減少60%以上的能耗。

激發(fā)生態(tài)系統(tǒng)活力

三星計(jì)劃通過與其他行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者合作，在2022年上半年實(shí)現(xiàn)PIM平臺標(biāo)準(zhǔn)化，從而擴(kuò)展AI內(nèi)存產(chǎn)品組合。三星還將繼續(xù)努力，培養(yǎng)一個高度健全的PIM生態(tài)系統(tǒng)，以確保整個內(nèi)存市場的廣泛適用性。

*實(shí)際性能可能因設(shè)備和用戶環(huán)境而異

*本文中的產(chǎn)品圖片以及型號、數(shù)據(jù)、功能、性能、規(guī)格參數(shù)、特點(diǎn)和其他產(chǎn)品信息（包括但不限于產(chǎn)品的優(yōu)勢、組件、性能、可用性和能力）等僅供參考，三星有可能對上述內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，且均無需通知或不受約束即可變更，具體信息請參照產(chǎn)品實(shí)物、產(chǎn)品說明書。除非經(jīng)特殊說明，本文中所涉及的數(shù)據(jù)均為三星內(nèi)部測試結(jié)果，本文中涉及的對比均為與三星產(chǎn)品相比較。