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小米一口气发了三颗自研芯片

内存墙与近存计算(3D晶圆级堆叠与垂直互联)机制

小米一口气发了三颗自研芯片。 旗舰手机芯片玄戒 O3,端侧 AI 加速芯片玄戒 O100,智能驾驶芯片玄戒 D100。 外界讨论的热点全在表面:3 纳米工艺、跑分破 500 万、240 亿个晶体管。 但真正反常的地方,不在这些纸面参数。 在过去手机行业的传统造芯逻辑里,永远是一颗主芯片打天下,一年迭代一次。 为什么小米要单拆出一颗玄戒 O100,用上高难度的 3D 晶圆堆叠,专做端侧 AI 加速? 因为芯片行业交了四十年的老账本,在大模型时代彻底被撕碎了。 这台卡住整个计算工业的底层机器,叫内存墙。 1995 年,计算机学者沃尔夫(Wm. A. Wulf)和麦基(Sally A. McKee)在论文里给它起了名字。 过去几十年,芯片计算核心的算力每隔两年翻一番。 可把数据从内存搬进计算核心的通道速度,远远没跟上算力的膨胀。 跑传统应用,这种算与存分离的模式还能勉强支撑。 一旦在手机本地跑大语言模型,系统瓶颈瞬间暴露。 大模型生成文字是逐字推理。 每吐出一个字,芯片就必须把几十亿个模型参数从内存里完整搬运一遍。 端侧算力根本不缺。 算力核心大部分时间闲着,一直在原地等待数据送达。 哪怕堆出几百 TOPS 的算力,只要数据通道堵塞,芯片大半时间只能空转。 传统手机芯片的横向走线,访存带宽通常只有几十到一百多 GB/s。 在手机这块巴掌大的空间和几瓦的功耗限制下,把总线继续做宽已经逼近物理极限。 玄戒 O100 给出的解法,是把平面交通改成立体电梯。 它采用了 3D 晶圆级堆叠技术,直接把计算晶圆垂直贴在高速存储晶圆上方。 中间通过 1.4 微米间距的混合键合工艺,打通了约 258 万个垂直互联通道。 数据不需要再跨越漫长的主板电路,垂直走几个微米就能直达计算单元。 访存带宽直接被拉到了 1.22 TB/s,达到传统旗舰手机的十几倍。 这套近存计算架构,免掉的是数据反复横向搬运的时间与发热损耗。 跑 3B 规模的本地模型,推理速度达到了 330 Tokens/s。 芯片工业的竞争法则正在发生质变。 过去比拼的是谁的制程更小、谁的主频更高、谁堆的晶体管更多。 在端侧 AI 时代,胜负手变成了谁能用最低的功耗把海量数据喂进核心。 真正的技术跨越,从来不在跑分榜上的数字。 在于谁先看清了瓶颈的转移,然后从物理结构上推倒了那堵墙。

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