2025年7月11日,SK海力士联合TetraMem与美国南加州大学共同推出了一款基于忆阻器技术的存内计算SoC芯片,专为边缘AI设备设计。
该芯片最大的亮点在于其卓越的能效表现:在100MHz频率下可实现21.3 TOPS/W,400MHz下仍达到11.9 TOPS/W。根据论文数据,其能效直接对标英伟达A100的INT8模式,高出整整一个数量级。然而在性能方面则相对有限,峰值算力仅为2.54 TOPS,与微软Copilot+的最低要求相比,低了约16倍。
该芯片采用65nm成熟工艺制程,内部集成10个NPU,其中9个负责常规计算任务,1个专门针对深度可分离卷积进行了优化。经过优化的NPU采用锯齿形交叉阵列拓扑结构,将选择线改为斜向布局,从而实现28个独立的3×3卷积并行计算,阵列利用率达到极致。
忆阻器原本的编程精度仅约2 bit,研究团队通过双子阵列补偿技术将其提升至约4 bit。这一思路与英伟达的NVFP4技术有相似之处,区别在于前者采用数字补偿方式,后者则为模拟补偿。

在实际演示中,芯片运行MobileNetV1Small模型,端到端推理准确率达到80.36%,与4-bit软件模拟结果相当。值得注意的是,10个NPU仅使用了6个,论文并未公布满载状态下的真实吞吐量,推测仍有较大的优化潜力。
SK海力士负责忆阻器器件的研发与制造,采用后端工艺,将阻变存储单元直接集成于65nm CMOS电路之上。
总体而言,这项研究更像是一次概念验证——能效指标表现出色,但性能数字仍有较大差距。不过对于功耗敏感的边缘AI应用场景,这一技术方向仍值得持续关注。

