端侧 AI 智能手机与电脑激增
破解内存瓶颈亟需 PIM 技术
PIM 商用化离不开学界与业界协作
需从商业视角提升 PIM 吸引力
三星电子和SK海力士将“存内计算（Processing in Memory·PIM）”视为在人工智能（AI）时代突破存储半导体局限的关键。两家公司同时提出，随着基于端侧AI（在设备内部运行的AI）的智能手机和个人电脑不断增加，有必要在相关领域加快推动PIM的商业化。
30日，在首尔良才 EL Tower 举行的“2024 第二届 AI-PIM 半导体研讨会”上进行小组讨论的现场。自左起为 Min Kyungsik 国民大学教授、Park Jongsun 高丽大学教授、Kim Donggyun SK海力士 Fellow、Son Gyomin 三星电子 Master。 图片由记者金平和提供
View original imageSK海力士Fellow Kim Donggyun在30日于良才EL Tower举行的“2024第二届AI-PIM半导体研讨会”上表示，随着智能手机上AI服务的应用不断增加，由此产生的存储难题也在加大，“仅以AI翻译为例，运行3~4个小时左右，内存使用量就会达到峰值，电池消耗也会大幅增加”。
他还表示：“特别是在移动端，硬件层面的限制十分明确，因此最适合的就是PIM”，“如果个人助理在智能手机上可以帮用户完成一切事情，那么除了PIM之外，我认为已不存在其他可行的替代方案”。
PIM是一种在存储半导体中集成部分处理器功能、使其具备运算能力的下一代存储概念。其目的在于解决随着处理器与存储器之间数据交互量增加而产生的存储瓶颈（Bottle Neck）。主要运算由处理器承担，而简单运算则由存储器来完成。通过这种方式，可以提高任务处理速度，并降低功耗。
目前，三星电子和SK海力士都在开发PIM技术及相关产品。但由于技术难度高，前期开发面临困难，再加上在导入过程中需要更改架构等伴随多方面变动，积极采用PIM仍有难度。关于PIM的商业化前景，业内意见也存在分歧。本次活动上围绕PIM导入方案展开多方讨论，正是基于这一背景。
三星电子Master Son Gyomin表示：“要解决存储瓶颈，PIM是有效手段，但必须改变相关生态系统，这正是（在导入方面）最困难的部分”，“在思考PIM概念时，各方理解层级可能不同，但在最低层级上，三星电子和SK海力士的观点是：只有当处理器因存储瓶颈而出现困难时，才由DRAM来承担处理”。
他还表示：“一提到PIM，大家就会说存在诸多挑战，但变革本来就困难，必然会伴随考验。如果认为‘非此不可’，那么即使面临困难也要推进，这正是信息技术产业发展的历程，我认为PIM同样具备这样的发展动力。”他接着强调：“至少在未来5年之内，PIM将是必不可少的解决方案”，“学界与产业界必须共同努力”。
当天参与讨论的高丽大学电气电子工程系教授 Park Jongsun 和国民大学电子工程系教授 Min Kyungsik 建议，应从商业角度提升PIM的吸引力，需要思考如何提高处理器开发企业在PIM导入方面的合作度。
Park教授表示：“处理器制造公司会如何看待‘在存储器中执行计算’这一想法？若要提高能效，就必须改变架构结构，为此却要购买更昂贵的存储器（PIM），这部分令人担忧”，“为拥有计算治理权的公司设计出在导入PIM时同样能够获利的商业模式，将是关键所在”。
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另一方面，当天以发表嘉宾身份出席的三星电子晶圆代工事业部副社长 Jeong Gitae 表示，正在致力于开发重要性日益提高的嵌入式MRAM（eMRAM）技术。目前已经完成基于14纳米（nm，1nm=10亿分之一米）工艺的产品开发，8纳米工艺开发也已接近尾声。
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