520TFLOPS算力、 6.4TB/s的訪存帶寬、東方算芯首顆大算力芯片DF1000發布

智東西
作者 ZeR0
編輯 漠影

智東西7月13日報道，今日，上海AI芯片創企東方算芯發布軟件定義近存計算3D AI芯片DF1000。

DF1000芯片是國內首顆采用DRAM-LOGIC Wafer-level混合鍵合3D垂直封裝的AI芯片，采用軟件定義芯片技術、14nm制程工藝，基于全國產供應鏈，實現了520TFLOPS@Bf16的算力、 6.4TB/s的訪存帶寬、 900GB/s的Scale-up帶寬。

該芯片通過計算與存儲層的垂直堆疊集成，將互連間距從數十微米壓縮至亞微米級別，帶來數量級提升的互連密度與帶寬密度。從根本上破解了算力系統長期面臨的“存儲墻”、“帶寬墻”、“功耗墻”等瓶頸。

同時，該芯片在國內成熟芯片制程工藝條件下可實現從芯片設計、晶圓制造、3D 先進封裝到封測的全鏈條閉環，不依賴尖端制程，不懼外部條件制約，供應鏈穩定可控、可持續迭代，為國產高端芯片突破制程依賴提供了切實可行的技術路徑。

DF1000芯片已完成完整流片驗證，并實現128 卡大規模集群全功能穩定運行，真實場景落地能力達到行業先進水平。

在此基礎上，東方算芯持續迭代產品，預計在今年四季度推出DF2000，各方面性能參數相比DF1000翻倍提升，具有算力利用率高、訪問帶寬大的優勢；預計在明年四季度推出DF3000，各方面指標會在DF2000的基礎上翻倍提升。

今日，東方算芯同步推出基于DF1000打造的全棧產品矩陣，包含巔峯DF1000加速卡、拓域TY64超節點、擎元QY100服務器、慧算HS512智算集群。整套產品體系可適配人工智能、互聯網、金融、超算等各類復雜算力場景。

“DF1000的發布，是建立在國家全產業鏈深厚基礎上的成功?！睎|方算芯創始人、董事長兼CEO魏少軍代表東方算芯感謝全體合作伙伴的協作支持，并提出“共建、共筑、共贏”的產業發展主張：東方算芯將堅持自主創新，開放合作，攜手全產業鏈伙伴，共建自主可控、安全高效的算力產業生態；堅持長期主義，耐心投入，深耕底層架構、軟件工具、系統方案，一步一個腳印走穩走遠；立足上海、服務全國、面向全球，東方算芯將繼續依托上海的產業高地優勢，服務國家戰略，擁抱全球市場，以中國芯支撐中國算力，服務世界人工智能產業發展。

秉持這一發展主張，東方算芯已構建全國產化供應鏈支撐體系，實現關鍵環節自主可控；引領國內供應鏈廠商突破工藝極限、提升良率，攜手產業鏈重點企業共同打造3D芯片產業集群高地。

在軟件生態層面，該公司已搭建全棧自主底層軟件棧，覆蓋編譯器、運行時、算子庫、集合通信庫、分布式訓練框架及一站式工具鏈，全面兼容主流深度學習框架，為用戶提供簡潔高效的遷移部署方案，真正讓芯片“可用、好用、易用”。

東方算芯副總裁郭煒分享說，軟件定義芯片計算架構帶來了六大優勢：計算效率高、通用性好、訪存帶寬大、能效優越、不依賴于最先進制造工藝，不使用HBM存儲器。

這源于三大技術突破：

1、軟件定義芯片計算Tile架構

該架構采用粗粒度塊狀計算結構，通過數據流驅動，實現大規模處理單元的并行加速，大幅提升并行計算的性能和效率；設計專用集合通信處理器和分布式的通信機制，實現處理單元間和計算陣列間的高效數據通信，使得通信代價大幅降低，有效提升算法執行的效率；張量和向量計算單元數據通路復用，既保持了通用計算的靈活性，又能充分的利用有限的芯片面積資源，提升芯片的整體算力。

簡單來說，軟件定義芯片技術通過任務的空間并行和資源的時分復用，能顯著的提升資源利用率，有效降低對芯片制造工藝的要求。

2、3D近存計算技術

該技術將存儲晶圓和邏輯晶圓通過3D混合鍵合的方式進行堆疊，使得存和算的距離縮短，大幅提升數據傳輸性能，降低數據搬運能耗。

相比于傳統HBM， 3D DRAM提供了數十倍的TSV 數量，成倍的提升了訪存帶寬，同等容量下是HBM帶寬的5倍以上，從而打破了計算芯片長期以來面臨的“存儲墻”問題。

同時，該技術方案可通過增加晶圓堆疊的層數來提升內部的顯存容量，通過高密度TSV來提升訪存的帶寬，因此可以完全取代HBM。

3、Infinity Chiplet 3.5D + 擴展結構

東方算芯用3D DRAM 替代傳統AI芯片的數據存儲結構，節省了片上面積，同等面積下可以提供更大的帶寬；無需HBM，節省了HBM封裝面積，在同等封裝尺寸下可包含更多的計算單元，從而實現更大規模的互聯算力；節省了HBM 的接口占用的芯粒面寬，在同等光罩面積下，能放更多的互聯接口，從而可以提供更大的互聯帶寬。

相比于傳統AI芯片的2.5D封裝技術，新技術在相同封裝尺寸下，可提供更強的算力、更高的網絡帶寬和更大的互聯性。此外，因為沒有HBM限制，未來東方算芯能夠實現更大規模的芯片算力擴展。

發布會上，香港工程科學院院士、東京大學工學院院士、香港科技大學副校長鄭光廷，歐洲科學院院士、北京超弦存儲器研究院執行院長趙超，上海兆芯集成電路股份有限公司總經理兼總工程師王惟林，芯原股份董事長兼首席執行官戴偉民等產學研領域專家依次開展主題分享，圍繞半導體與 AI 芯片協同發展、存儲技術創新、國產算力產業鏈共建等方向介紹多方協同攻關的實踐成果。

在圓桌論壇環節，行業專家分別聚焦 “后摩爾定律時代，AI 芯片的東方范式”“新一代算力芯片產業投資趨勢” 兩大議題展開深入探討，并結合政務、金融、科研等重點領域，解讀 DF1000 多樣化落地模式與長期發展前景。

此次DF1000的發布，不只是一款產品的問世，更標志著中國自主原創的算力芯片新發展路線的啟航。東方算芯以架構創新為核心突破口，在成熟工藝下實現算力、利用率與能效比的系統性躍升，為我國高端算力芯片提供了可落地、可規?；?、可長期自主的技術方案。