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面向存算一体芯片的模拟计算阵列中跨学科协同设计与系统工程方法.docx
资料介绍
面向存算一体芯片的模拟计算阵列中跨学科协同设计与系统工程方法
——从器件物理到系统架构的存算一体芯片系统工程
引言
存算一体芯片的设计涉及器件物理、电路设计、计算机体系结构和AI算法的多学科交叉，跨学科协同设计是存算一体芯片成功的关键。系统工程方法通过建立跨学科的设计流程和沟通机制，确保各学科之间的协同和整合。从器件物理到系统架构，系统工程方法贯穿存算一体芯片设计的全过程。本文系统分析面向存算一体芯片的模拟计算阵列中跨学科协同设计与系统工程方法。
存算一体芯片的多学科特性
涉及的学科
存算一体芯片设计涉及的主要学科：
1. 器件物理：存储器件和晶体管的工作机理，包括ReRAM、PCM、MRAM和FinFET。
2. 电路设计：模拟电路和数字电路的设计方法，包括ADC、DAC、感测放大器和处理器。
3. 计算机体系结构：存算一体芯片的架构设计，包括存算一体阵列、存储层级和互连网络。
4. AI算法：AI模型的结构和算法，包括卷积神经网络、Transformer和注意力机制。
学科间的依赖
存算一体芯片设计中学科间的依赖关系：
1. 器件物理影响电路设计：存储单元的电导精度影响ADC的精度设计，存储单元的耐久性影响电路的可靠性设计。
2. 电路设计影响架构设计：ADC的功耗影响存算一体阵列的规模设计，感测放大器的速度影响阵列的读取速度设计。
3. 架构设计影响算法设计：存算一体阵列的尺寸影响模型的分片策略，计算的精度影响模型的量化策略。
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