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Crossbar:ReRAM技术有望颠覆目前的存储模式,破解人工智能时代的大数据处理

责任编辑:cdeng |来源:企业网D1Net  2018-02-02 13:47:02 本文摘自:EEFOCUS

在人工智能的认知系统里,最重要部分就是通过神经网络、深度学习等技术让机器尽可能像人一样去思考,而机器的世界里只有0和1,这就需要海量数据来帮助机器进行判断。以前阻碍人工智能发展的主要因素是CPU的处理能力,随着数据的爆发式增长,传统的存储解决方案不仅无法满足高速计算的需求,而且难以负担得起数据长期保留产生的费用,这促使很多企业开始寻求新的存储解决方案。

纵观2017年的存储市场,全年规模达到950亿美金,供应不足的局面推动存储芯片收入增长64%,三星也因此在2017年的半导体市场首次超越英特尔登上第一的宝座,可见存储的市场地位越来越重要,几乎全球的存储厂商都在研发小体积、大存储、低功耗的存储设备,从而满足人工智能时代的存储需求。最近与非网记者采访了ReRAM存储技术的发明公司Crossbar,其战略营销和业务发展副总裁Sylvain Dubois向记者介绍了Crossbar的最新发展动向。

Crossbar战略营销和业务发展副总裁Sylvain Dubois

ReRAM:200W的擦写速度颠覆当前的存储方式

在消费电子领域,手机和电脑用户在购买产品之前,一定为存储空间大小和价格而纠结过,几乎所有的电子产品都是存储空间越大价格越贵,这就致使用户很难实现大存储、低总价的预算目标。在人工智能的深度学习和推理过程中,存储器的擦写速度决定了神经网络的计算速度,从而决定系统的判断速度,Crossbar公司研发的ReRAM技术是非易失性存储器领域的一种新技术,可以弥补DRAM和Flash的不足。Sylvain Dubois介绍,“ReRAM技术使用了基于硅的转换材料作为形成金属导电细丝的宿主,当电压作用于两个电极之间时,就会形成纳米级导电细丝。金属导电细丝的优势在于密度高、交叉线结构,工艺节点可以演进到小于10nm;在结构上可以进行3D堆叠,从而在单个芯片上实现多个TB级的存储能力。”

ReRAM技术与CMOS兼容,因此使得即便在最先进的工艺制程上,逻辑电路和存储器可以集成在的同一颗单芯片内。换句话说,ReRAM技术可以将CPU芯片上原本空置的空间加以利用,填充上存储器,从而增加CPU内部的存储空间,这样更多数据就可以存在芯片内部。按照目前的存储模式,CPU需要外挂存储器,当进行数据分析时,CPU要先将外部数据传输到内部缓存,再进行数据处理,而有了ReRAM存储技术,CPU的内部存储空间可以增加256GB甚至更多,CPU可以直接对内部数据进行分析,不受总线宽度的约束,因为数据在CPU内部不容易被盗取,安全性更高;ReRAM技术是非易失存储器技术,可以工作在极低能耗条件下,甚至关电条件下,能耗能耗比独立闪存低100倍。

Sylvain Dubois指出,“ReRM存储技术可以在单芯片上实现太字节(terabyte)存储,比DRAM高40倍的密度,并具备最高的性能和可靠性。在CES上的Demo 展示已经可以达到200W的擦写速度,而且ReRAM技术无需纠错,Crossbar可以和客户一起开发产品,擦写速度可以实现更高。”

高可靠性,适用于高速数据处理

人工智能离不开大数据,而大数据处理必然产生热量,一般的随着温度的升高处理器性能会大幅度下降,普通人从电脑和手机的使用过程中可以得到深刻体验,因此,存储器在高温下的稳定性关乎数据中心运营稳定,以及人工智能算法能否按时完成计算。关于ReRAM技术的稳定性,Sylvain Dubois做出了解释,“因为阻变式转换的机理是基于电场的,ReRAM存储单元非常稳定,在-40°C ~125°C的温度变化范围内也不打折扣,可以达到200万次的写次数,以及在85°C温度下数据可以保存10年。Flash 的数据保存周期也是10年,但是其存在读写干扰。ReRAM技术在-40°C ~125°C的温度范围内,不存在读写对其它区域的干扰,稳定性更高。”

IP授权模式,争做存储领域的arm

采用ReRAM技术的客户一般分为两种,一种是需要配合ReRAM技术在自己的芯片中增加存储空间的SoC厂商,另一种是独立设计存储器的厂商。Sylvain Dubois表示,“Crossbar公司采用IP授权的模式,ReRAM技术可以看作存储领域的IP架构,对于设计能力强的公司需要授权就给予授权,对于数据中心需要寻求第三方的设计产品,可以合作开发产品。”

CMOS和存储器代工厂分为两种,一种是专门针对存储器的代工厂,如:东芝、三星、长江存储;一种是CMOS代工厂,如:台积电、中芯国际。而ReRAM技术因为兼容CMOS技术,因此可以采用两种代工厂进行生产,目前已经和中芯国际在40nm制程展开合作。Sylvain Dubois指出,“我们的产品预计会在2018年中期实现量产,同时在28nm、14nm,以及10nm以下的工艺制程上也在进行研发,国内的BAT等数据中心以及国外的亚马逊、谷歌都有极大的兴趣。”

笔者认为,如果ReRAM技术得到广泛采用,电脑和手机等消费电子的性价比可以极大地提高,Crossbar公司有望成为存储领域的“arm”。而且做IP授权的优势在于,Crossbar公司与其它存储器设计公司以及SoC厂商都是合作伙伴,而非竞争对手,因此进入市场更加容易。

采访最后,记者也要求Sylvain Dubois评价一下自己的公司及产品,他表示,“我们在ReRAM技术领域做了深入的研究,目前申请专利数量达到310,通过160个。未来希望和更多客户进行合作,在存储技术领域实现更大的突破,ReRAM技术可以广泛应用于人工智能、IoT、大数据、移动计算、消费电子、汽车、工业等领域。”

关键字:ReRAM 存储

本文摘自:EEFOCUS

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