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三维异构计算架构:突破算力瓶颈的创新路径 摘要 随着人工智能、大数据、云计算等技术的飞速发展,对计算能力的需求呈指数级增长。传统的计算架构在面对日益复杂的计算任务时,逐渐暴露出性能瓶颈,如计算效率低下、存储带宽不足、功耗过高等问题。三维异构计算架构作为一种新兴的计算架构,通过将不同类型的计算单元、存储单元和互联单元进行垂直堆叠和异构集成,有效解决了传统架构的诸多问题,为提升计算性能和能效提供了新的解决方案。本文深入分析了三维异构计算架构的分层设计,包括计算层、存储层和I/O互联层,探讨了其关键技术和优势,并对该架构面临的挑战和未来发展方向进行了展望。 关键词 三维异构计算架构;分层设计;计算层;存储层;I/O互联层 一、引言 在过去几十年中,集成电路技术遵循摩尔定律不断发展,芯片上的晶体管数量每18 - 24个月翻一番,推动了计算性能的持续提升。然而,随着晶体管尺寸逐渐逼近物理极限,摩尔定律的发展步伐逐渐放缓,传统的二维平面计算架构面临着越来越多的挑战。为了突破这些瓶颈,研究人员开始探索新的计算架构,三维异构计算架构应运而生。 三维异构计算架构打破了传统的二维平面布局模式,将不同功能的芯片或芯片模块通过垂直堆叠的方式集成在一起,实现了计算资源、存储资源和互联资源的高效整合。这种架构不仅能够显著提高芯片的集成度和性能,还能有效降低功耗和数据传输延迟,为应对未来复杂的计算需求提供了有力的技术支持。 笑了,只能发论文的开头,这才多少个字? 二、三维异构计算架构分层设计
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