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三款自研芯片同(发,)雷军:“这是小米人工智能战略的物理基础”

8月24日,小米在京召开玄戒芯片技术沟通会,正式发布三款玄戒芯片,覆盖AI(人工智能)手机、高带宽计算与智驾领域。这是小米继去年5月发布玄戒O1后,自研芯片能力的再次集中亮相。“玄戒不只是小米的芯片战略,更是小米AI战略的物理基础。”小米集团创始人、董事长雷军发文表示。

采用3纳米制程的玄戒O3,面积仅133平方毫米,晶体管数量从上一代O1芯片的190亿增加至240亿,增幅达26%。

指甲盖大小的面积,竟能容纳240亿个晶体管,如何做到?雷军透露,为进一步提升晶体管密度,节省面积资源,研发团队在玄戒O3上全面采用了沟道消除技术——在传统芯片设计中,不同模块之间要预留沟道,专门给供电走线用,空间浪费严重。玄戒团队则换了个思路,直接从模块中间穿过去,去掉预留沟道,使得晶体管密度提升5%。

与此同时,玄戒O3自主设计的标准单元也从O1芯片的480个扩展到了2400多个,达上一代的整整5倍。“如果把芯片看作是‘摩天大楼’,标准单元就是筑起这座大楼的‘砖块’。”雷军表示,研发团队把这2400多块特殊“砖块”用在了最需要的地方,让玄戒O3性能更高、功耗更低。

玄戒O3还专门对大语言模型深度优化了神经网络处理单元架构,能更好地满足大语言模型中的大规模矩阵运算需求,实现推理速度提升45%的同时,运行功耗还降低了26%。

人工智能时代,人们在手机等硬件设备上使用大模型应用时能否获得快速响应,对用户体验来说举足轻重。小米当天公布的玄戒O100,正是一款大模型专用的AI加速芯片。

在“跑”大模型时,芯片要反复读取海量数据。模型越大,“搬运数据”花的时间和能耗就越大。负责存储数据的“仓库”——内存如果与计算单元距离太远、路太窄,无疑会让更多的能耗花在数据搬运上,而不是真正的计算上。芯片算得太快,但数据却“喂”不进去,这种内存带宽增速远远跟不上算力扩张速度的情况,被业界称为“内存墙”。玄戒O100要解决的,正是“内存墙”问题。

小米集团副总裁、芯片业务负责人朱丹透露,研发团队另辟蹊径,采用6纳米制程的3D(三维)晶圆级堆叠技术,将内存晶圆和计算晶圆像“盖楼”一样垂直堆叠,直接在晶圆间打通数据通道。朱丹比喻道:“好比在一个办公楼里,过去整栋楼只有4部电梯,而现在每个工位旁都有一部专属电梯。”

最终,通过3D堆叠工艺,它实现了1.22Tbps(万亿比特每秒)的超高带宽。作为全球首款6纳米制程3D晶圆级堆叠的AI加速芯片,玄戒O100能实现端侧大模型超快推理输出,让搭载这一平台的设备即便在弱网甚至无网环境下,依旧能快速响应使用者的AI需求。

小米当天还发布了国内首个3纳米智驾芯片。据悉,三款芯片均已完成回片验证,其中玄戒O3将于今年9月在新一代折叠手机小米18 Fold上首次亮相,玄戒O100和D100将于明年正式商用。

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