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>> 方正證券-半導(dǎo)體行業(yè)專(zhuān)題報(bào)告:存算一體,繼CPU、GPU架構(gòu)之后的算力架構(gòu)“第三極”-230414
上傳日期:   2023/4/14 大?。?/td>   4083KB
格式:   pdf  共20頁(yè) 來(lái)源:   方正證券
評(píng)級(jí):   推薦 作者:   吳文吉
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存算一體:解決馮·諾依曼計(jì)算架構(gòu)瓶頸。
  算力需求的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)大算力與大模型計(jì)算的瓶頸(帶寬低、時(shí)延長(zhǎng)、功耗高)亟待解決。在深度學(xué)習(xí)中,數(shù)據(jù)移動(dòng)大量且頻繁地存在于計(jì)算單元與存儲(chǔ)單元之間,由于數(shù)據(jù)在CPU或GPU中頻繁高速傳遞,整個(gè)過(guò)程的無(wú)用能耗大概在60%-90%;同時(shí)由于外部DRAM的運(yùn)行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于CPU或GPU的運(yùn)算速度,馮·諾依曼架構(gòu)也受到傳輸帶寬瓶頸的限制(常稱(chēng):存儲(chǔ)墻瓶頸),因此系統(tǒng)的運(yùn)算效率大打折扣。計(jì)算架構(gòu)演進(jìn)道阻且長(zhǎng),存算一體呼之欲出。
  存算一體:繼CPU、GPU架構(gòu)之后的算力架構(gòu)“第三極”。
  提升算力的傳統(tǒng)思路(ASIC/CPU/GPU/NPU)有待完善,存算一體的優(yōu)勢(shì)包括:1)具有更大算力(1000TOPS以上);2)具有更高能效(超過(guò)10-100TOPS/W),超越傳統(tǒng)ASIC算力芯片;3)降本增效(可超過(guò)一個(gè)數(shù)量級(jí))。
  存算一體:在云、邊、端大有可為。
  端側(cè)單設(shè)備算力需求約為0.1~64 TOPS;端側(cè)設(shè)備對(duì)運(yùn)行時(shí)間、功耗、便攜性等有較高要求。邊側(cè)單設(shè)備算力需求約為64~256 TOPS;邊側(cè)設(shè)備對(duì)時(shí)延、功耗、成本以及通用性等有較高要求。云側(cè)大算力、高帶寬、低功耗需求催漲AI芯片,存內(nèi)計(jì)算或?qū)⒊蔀橹撬阒行南乱淮P(guān)鍵AI芯片技術(shù)。
  存算一體技術(shù)三大驅(qū)動(dòng)因素:
  新型存儲(chǔ)器的發(fā)展+來(lái)自應(yīng)用側(cè)的需求+產(chǎn)業(yè)側(cè)的配合
  存算一體技術(shù)三大應(yīng)用方向:
  AI和大數(shù)據(jù)計(jì)算、感存算一體、類(lèi)腦計(jì)算
  存算一體公司競(jìng)爭(zhēng)格局:
  國(guó)外存算一體產(chǎn)業(yè)比國(guó)內(nèi)起步早3-5年左右。
  存算一體芯片市場(chǎng)規(guī)模:
  基于存算一體技術(shù)的小算力芯片2025年約125億人民幣遠(yuǎn)期市場(chǎng)空間。2030年,基于存算一體技術(shù)的中小算力芯片市場(chǎng)規(guī)模約為1069億人民幣,基于存算一體技術(shù)的大算力芯片市場(chǎng)規(guī)模約為67億人民幣,總市場(chǎng)規(guī)模約為1136億人民幣。
  建議關(guān)注:
  恒爍股份,知存科技(非上市)
  風(fēng)險(xiǎn)提示:
  1)半導(dǎo)體下游需求不及預(yù)期;
  2)技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期;
  3)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇。
  
 
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