IMEC與格羅方德公布AI晶片重大突破,深度神經網路運算首度聯手IoT邊緣設備

IMEC與格羅方德公布AI晶片重大突破,深度神經網路運算首度聯手IoT邊緣設備

2020717日,台北訊】奈米電子學及數位科技領域中領先全球的比利時微電子研究中心(IMEC),日前與領先全球的特殊工藝半導體代工廠格羅方德®(GF®)公開展示了全新AI晶片硬體。IMEC類比記憶體式運算(AiMC)架構及格羅方德22FDX®製程為基礎的前提下,這款全新晶片經過最佳化,並於類比環境中的記憶體式運算硬體進行深度神經網路運算。在達到高達2,900 TOPS/W 的創紀錄高能源效率後,加速器被視為低功率裝置進行邊緣運算推論的關鍵推手。這項新技術在隱私保護、安全性以及延遲性等各種優勢,將為智慧喇叭、自駕車諸多邊緣設備的AI應用程式帶來衝擊性的影響。

自數位電腦年代起,處理器早與記憶體分道揚鑣。使用大量數據的作業時,需要從記憶體取回一樣數量的數據元素。此一限制又稱「范紐曼瓶頸」(von Neumann bottleneck),會拖慢實際的運算速度,特別是在神經網路這種大量依賴向量矩陣乘法的運算中。這些運算除了仰賴數位電腦的精準度外,還需要大量的能源。然而,若以準確度較低的類比技術執行向量矩陣乘法,神經網路一樣可以獲得精確的結果。

為了因應這個挑戰,IMEC透過旗下的產業聯合機器學習計畫,與格羅方德等產業夥伴開發了一套新架構:在靜態隨機存取記憶體單元(SRAM cells)中執行類比運算,藉此消除「范紐曼瓶頸」的限制。以此開發的類比推論加速器(AnIA),則以格羅方德的22FDX製程半導體平台為基礎,具有出色的能源效率。特徵測試顯示,其能源效率高達2,900 TOPS/W。微型感應器及低功率邊緣設備中的圖形識別,一般得仰賴數據中心的機器學習,如今可透過此一高效能加速器在地執行。

IMEC機器學習計畫主持人Diederik Verkest表示:「AnIA成功的設計定案,代表我們已朝類比記憶體式運算的驗證邁進重要一步。此一參考實作(reference implementation)不僅說明了類比記憶體式運算的可行性,也代表它們的能源效率要比數位加速器好上10到100倍。在IMEC的機器學習計畫中,我們會針對類比記憶體式運算,調整現有及新興的記憶體裝置並予以最佳化。這些前景看好的結果鼓舞我們進一步發展這項技術,目標是讓效率進化至10,000 TOPS/W。」

格羅方德運算暨有線基礎架構的產品管理副總裁Hiren Majmudar也指出:「格羅方德利用自家的低能源、高性能22FDX製程技術平台,與IMEC密切合作,並推出全新的AnIA 晶片。這款測試晶片能更進一步地向業界展示22FDX 製程技術如何大幅降低能源密集型AI及機器學習應用的功率耗損。」

放眼未來,格羅方德將把可在22FDX平台上執行的AiMC作為亮點,在AI市場上推出一套差異化解決方案。格羅方德的22FDX 採用了22nm FD-SOI 技術,可在極低能源的條件下有出色的表現,且足以在0.5伏特極低能源及每微米1微微安培的極低待機漏電流下運作。搭載全新AiMC 功能的22FDX,目前已進入開發階段,由格羅方德具備最先進300mm生產線的德國德勒斯登Fab 1晶圓廠負責。

欲了解更多關於格羅方德12LP 12nm FinFET技術的相關資訊,請聯繫知路國際顧問,或瀏覽官網:globalfoundries.com

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關於IMEC

IMEC是一家在奈米電子學及數位科技上領先全球的研究及創新中心,除了在微型晶片技術上的領導地位廣獲好評外,還具備深厚的軟體與ICT專業能力,因此在業界表現出眾。而在IMEC世界級基礎建設及各大產業夥伴的全球各地生態系統加持下,醫療保健、智慧城市、物流與製造業、能源及教育等應用領域,皆取得突破性創新。

身為企業、新創公司及大專院校信賴的合作夥伴,IMEC延攬近100國的4,000多位傑出人才。總部位於比利時魯汶,除在比國荷語區眾多大學、荷蘭、台灣及美國設立研發小組外,也在中國、印度及日本設立辦事處。2019年IMEC的總營收為6億4,000萬歐元。更多關於IMEC的資訊請瀏覽www.Imec-int.com

關於格羅方德

格羅方德是全球領先的特殊工藝半導體代工廠,提供差異化、功能豐富的解決方案,賦能我們的客戶為高增長的市場領域開發創新產品。格羅方德擁有廣泛的工藝平台及特性,並提供獨特的融合設計、開發和生產為一體的服務。格羅方德擁有遍佈美洲、亞洲和歐洲的規模生產足跡,以其靈活性與應變力滿足全球客戶的動態需求。格羅方德為阿布達比穆巴達拉投資公司(Mubadala Investment Company)所有。欲瞭解更多資訊,請瀏覽 https://www.globalfoundries.com/cn

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