实现绿色低碳发展的颠覆性技术路径

    记者：存算一体到底是什么？怎么去理解？

    冯丹：最开始的核心概念是“原位计算”，也就是在数据存储的位置直接进行计算，数据不需要移动。比如说，传统冯·诺依曼架构中，CPU是一个中心处理器，所有操作数（比如做加减乘除时需要的数值）都要从其他地方读取到CPU的寄存器里才能运算。这就像是处理单元定在那不动，数据得一个一个运过来才能处理。

    计算本身的能耗其实很低，可能只占整个计算过程能耗的十分之一，甚至更低。大量的能量都消耗在数据从存储位置到处理器的搬运上，而且搬运还会有延迟。比如做加法运算，其逻辑运算的能耗可能在皮焦级别，而数据搬运的能耗要高得多。这就是大家常说的“冯·诺依曼瓶颈”。

    存算一体解决的核心问题就是尽可能降低甚至消除数据移动的开销，让数据和计算单元尽可能靠近，极致状态就是数据在存储位置直接运算，完全不需要移动。

    记者：存算一体为何如此重要？

    冯丹：眼下，我国全面实施“人工智能+”行动，数据存储事关国家战略。未来，不仅需要更强的算力，更需要与之匹配的存力。存算一体技术相比传统的存算分离架构，能效比提升一个数量级以上，是突破现有算力瓶颈，实现绿色低碳发展的颠覆性技术路径。

    记者：“喻家山一号”存算一体芯片性能如何？它是如何工作的？

    冯丹：我们研发的存算一体芯片，是目前全球存储容量最大的MRAM存算一体芯片。当我们使用一台电脑时，系统会将存储芯片里的数据搬运到计算芯片中。七八成的电量耗在了搬运途中。存算一体芯片的厉害之处是数据存在哪儿，就在哪儿算，不用搬来搬去，能节省大量能耗。耗电量是同规格计算芯片的千分之一。

    记者：存算一体芯片能做哪些事情？

    冯丹：存算一体芯片不仅可以应用于手机端，也可支持图像识别、声纹识别、指纹识别等场景。其核心优势是能耗更低：不仅能延长待机时间（充一次电可用两三天甚至更久），还能减少设备发热，提升使用体验。

    具体场景包括所有采用RISC-V处理器的设备（机顶盒、智能电视、智能手机、电脑）、物联网设备（家庭机器人、摄像头），以及带智能标签的家电——它能提供更强的智能算力。就拿家用摄像头来说，用上存算一体芯片后，在本地完成数据处理，不需要把实时画面传到云端处理，既安全又高效。

    记者：存算一体芯片在国际上研发现状如何？

    冯丹：目前，存算一体芯片的研发，国际和国内几乎齐头并进，台积电、三星等在产业化落地上领先。联发科去年也推出过存算一体芯片，采用的是SRAM（静态随机存储），跟我们MRAM路径不一样：SRAM更容易适配现有工艺，而MRAM需要专门的后道生产线实现，优势是存储密度更高，算力也能更高，更适合大模型时代的需求。此外，武汉也有相关企业在研发存算一体芯片，产业集聚效应正在形成。