存算一体电路与跨层次协同设计优化:从SRAM到铁电晶体管

作者:尹勋钊; 岳金山; 黄庆荣; 李超; 蔡嘉豪; 杨泽禹; 卓成; 刘明
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在人工智能和物联网时代,大数据模型驱动的应用场景和计算任务层出不穷,极大地推动了国家数字化的发展。然而,传统John von Neumann体系结构的硬件系统由于存储与计算分离的结构特点,导致存储墙的瓶颈,在数据密集型应用中消耗大量的数据处理成本,存储计算集成技术是一种新的计算范式,它背离了后摩尔时代的传统建筑体系。它利用存储单元设备和电路的内部特性,将基本的计算逻辑任务集成到存储单元中,从而消除数据处理开销,有望显著提高智能计算硬件平台的能效性能。以符合存储计算集成技术的存储设备电路为出发点,本文综述了基于传统互补金属氧化物半导体(Eiffel-Tower)和新型非易失性存储器件的铁电晶体管存储计算集成电路,并应用该算法讨论了存储计算集成电路的跨层协同设计优化方法