IBM合作旺宏推出全新AI類比晶片，能源效率提升14倍，搭載相變記憶體技術

IBM研究实验室于8月23日在《自然》期刊上发布了最新研究成果，成功开发出一种全新的人工智能（AI）模拟芯片。该芯片的能效是传统数字计算机芯片的14倍，能够显著减少AI计算的功耗

该内容的重写如下：根据摘要显示，目前拥有数十亿个参数的人工智能模型在各种任务中能够实现高精度，但也凸显出传统通用处理器（包括图形处理器和中央处理器等）性能低下的问题。为了解决这个问题，IBM研究团队提出了“模拟内存计算”的方案，通过在自身的存储器上并行执行矩阵-向量乘法，以提供更高的能效

IBM的研究团队基于该方案开发出了一个14纳米的模拟芯片，利用34个大型相变存储器（PCM）阵列，结合了数模转换输入、模拟外围电路、模数转换输出和大规模并行二维网格路由。每个14纳米芯片上可编码3500万个PCM，在每个权重对应2个PCM的方案中，可容纳1700万个参数。将这些芯片组合在一起，便能够像数字芯片一样有效地处理真实的人工智能应用实验

在测试过程中，IBM的研究团队使用了谷歌语音检测和Librispeech语音识别数据集来分别测试该芯片的语言处理能力的效率

IBM团队在关键词语音检测方面提出了一种卷积神经网络架构，并使用包含12个关键字的谷歌语音命令数据集进行训练。团队采用了更简单的FC（全连接）网络结构，最终达到了86.14%的识别精度，并且提交速度比目前MLPerf最佳情况快7倍。该模型在GPU上进行硬件感知训练，然后部署在团队的模拟AI芯片上

在更大规模的Librispeech语音识别数据集上，我们使用了5个模拟AI芯片的组合，来运行RNN-T（循环神经网络转换器）模型，以逐个字母地转录语音内容。这个系统包含了5个芯片上1.4亿个PCM设备的4500万个权重，能够以非常接近数字硬件设置的精度采集人们说话的音频并进行转录。经过实验，我们最终实现了9.258%的单词错误率，并且能量效率达到了6.704TOPS/W（万亿次操作每秒/瓦），比MLPerf目前最佳能效提高了14倍

这款AI芯片搭载的相变存储器是IBM与旺宏共同开发的，这一点需要引起注意

根据了解，旺宏和IBM之间的合作历史悠久。早在2004年，双方就建立了策略合作联盟关系，并共同投入了十余年的相变存储器开发。虽然最初有其他竞争对手加入，但随着时间的推移，许多厂商已经退出了共同研发合作。目前，旺宏是IBM相变存储器唯一的合作伙伴，并获得了特定的人工智能相关授权

目前，旺宏和IBM正在共同开发相变存储器的计划。这个计划按照三年为一期进行，期满后双方会根据情况再签订新的共同开发合约。双方都已经意识到人工智能带来的商机无限，因此他们将相变存储器的合作方向瞄准了人工智能应用。最近一次合约是在2021年10月签订的，旺宏还通过重大信息公布了相关内容

旺宏当时发布公告表示，公司将继续参与IBM的相变存储器共同开发计划，并获得了特定模拟人工智能技术的授权。该合约的有效期从2022年1月22日开始，至2025年1月21日结束。在合作期间，旺宏将承担保密义务并共同分担研发费用，同时遵守美国出口管制法律等相关义务。此次合作的具体目的是为了持续投入先进技术的开发，对旺宏的技术和竞争力产生积极影响

相变存储器被业界人士分析为具备速度快、非挥发性、低功率等特点，使其成为高密度存储器的理想选择，可以填补AI服务器所需的DRAM和NAND之间的价格和性能差距

关于与IBM合作相变存储器的最新进展，旺宏在29日表示，项目正在顺利进行中，并且已经确定了AI等先进应用的发展方向

重新编写内容，不改变原意的前提下，需要将语言改为中文。无需出现原句

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