中国IT迎来爆发式增长,存内计算或将引导走向下一代半导体革命

叫我兔兔酱 存内计算先锋 2024-02-19 14:49:23

2024年,中国的信息技术(IT)领域呈现出了前所未有的活力和潜力。本文将综合分析中国IT行业在算力发展、人工智能融合以及存内计算崛起等方面的最新进展,并探讨这些趋势对IT产业发展的影响与挑战。

算力飙升:中国IT迎来爆发式增长

根据多项预测,中国的算力规模将会迎来爆发式增长。预计到2026年,中国的计算能力规模将超过360EFLOPS,三年内的复合增长率为20%。与此同时,中国网络安全市场增速开始放缓至10%以下,2024年市场规模将达到1092.1亿元。智能计算和超算能力占比将超过40%。数字基础设施建设备受关注,预计未来三年,“东西计算”工程将进一步扩展影响力,计算基础设施建设将取得显著成效。这一趋势的背后,是中国对计算基础设施的重视程度不断提升,以满足数字经济时代的发展需求。此外,智能算力和超算力的占比将持续提升,以满足AI大模型带来的爆发性算力需求。

2024年IT趋势发布会在京举行  

人工智能与实体经济融合:数字经济时代的新动力

近期,国家相关部门联合印发了《关于深化实施“东算西算”工程加快建设全国一体化计算网络的实施意见》。随着“东算西算”工程的不断推进,算力融合将不断铺开,但仍会面临算力不匹配、供需不匹配等问题。未来我国算力融合将从建设阶段转向调度阶段。人工智能产业的快速发展也为算力需求的增长提供了强劲动力。2021年至2023年,国家出台了多项政策鼓励人工智能产业发展创新。人工智能产业正在加速与实体经济融合,将迎来更大发展空间。建议加强算力基础支撑,建设人工智能公共计算平台,以推动基于国产算力的创新应用。预计到2035年,中国人工智能产业规模将达到17295亿元,占全球总量的30.6%。此外,大型模型的发展也呈现出指数级增长,但当前基于大模型创新应用的算力资源供给仍不足。

5G-A商用迈向新阶段:技术演进推动产业创新

在5G领域,我国已经取得显著成绩,5G商用在网络部署、用户发展、消费者业务和产业应用等方面取得了重大进展。工信部将加强部门间合作,推动5G应用规模化发展,加强政策引导,推进5G产业链全价值链高质量发展。同时,5G-A将在5G向6G演进过程中发挥重要作用,加速产业应用规模增长。工信部等六部门早在2023年10月就印发了《计算基础设施高质量发展行动计划》,提出了推动云服务整合计算资源,发挥云计算资源灵活调度优势的措施。未来三年,中国边缘云的复合年增长率预计将超过30%。分布式云在政务、金融和安全领域的应用也将加速推进。

 

存内计算或将引导走向下一代半导体革命

在半导体技术的发展中,存内计算成为了突破内存墙的新方法,有望引领下一代半导体革命。存内计算的兴起为边缘人工智能等特殊应用提供了解决方案,通过将内存与CPU之间的隔阂消除,大幅提升了性能并降低了功耗。新兴的存内计算技术如ReRAM、PCRAM、MRAM和FeRAM等已经开始在近存内计算领域取得进展,为半导体市场开辟了新的局面。存内计算技术中的ReRAM和PCRAM是最早被讨论的内存内计算载体。除了速度快、功耗低外,它们的记忆体单元可以是多值的,这也是它们可以用在神经形态芯片的原因。在计算逻辑上,安排更加灵活。MRAM也是备选之一,已经在近存内计算领域取得了进展。它的速度和功耗都很好,但只具有二元值,只能进行按位的布尔逻辑运算。FeRAM目前是新兴记忆体中备受瞩目的技术,速度极快、功耗低,且具有在3D制造中像NAND一样的结构,因此一旦出现在新兴记忆体的名单中,内存内计算应用也立即成为关注焦点。

 

由于边缘人工智能,如卷积神经网络(CNN),涉及的指令非常单一,基本上是矩阵和向量的乘积,计算上属于乘后累加运算(MAC)。使用内存作为MAC单元具有很高的可行性。

方法有两种:一种是对内存周边线路进行轻微修改,但不影响其单元结构,并加入可重构线路的设计;另一种是通过内存的输入/输出来执行逻辑运算。

挑战与机遇:IT行业在摩尔定律时代后的应对之道

随着摩尔定律的放缓,IT行业面临着新的挑战和机遇。晶体管的成本不再像以往那样下降,给计算成本带来了稳定甚至上升的趋势。然而,摩尔定律的放缓也催生了新的存储器技术和架构,为克服当前瓶颈提供了可能性。同时,摩尔定律的放缓迫使我们重新审视计算和存储之间的关系,探索更加灵活和高效的解决方案。在面对新的挑战和机遇时,相关从业人员需要团结一致,积极寻找解决方案,只有通过合作和创新,才能开创IT行业的新局面。

 WikiChip Fuse在 12 月份国际电子器件会议上的报告,其概述了缩小 SRAM 单元面积的困难 

 

综上所述,中国的IT领域正处于发展的关键时期,算力爆发、人工智能融合与存内计算的崛起将为行业带来新的发展机遇和挑战。通过不断创新和合作,中国IT产业将迎接更加辉煌的未来。

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