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政策咨詢

歷史的鐘擺朝向何方，取決于我們的抉擇。

當(dāng)?shù)貢r間8月22日下午，國家主席習(xí)近平向約翰內(nèi)斯堡金磚國家工商論壇閉幕式發(fā)表題為《深化團(tuán)結(jié)合作 應(yīng)對風(fēng)險挑戰(zhàn) 共建更加美好的世界》的致辭，引發(fā)國際社會深切思考。

當(dāng)前，世界之變、時代之變、歷史之變正以前所未有的方式展開，人類社會走到了關(guān)鍵當(dāng)口。是堅(jiān)持合作與融合，還是走向分裂與對抗？是攜手維護(hù)和平穩(wěn)定，還是滑向“新冷戰(zhàn)”的深淵？是在開放包容中走向繁榮，還是在霸道霸凌中陷入蕭條？是在交流與互鑒中增進(jìn)互信，還是讓傲慢與偏見蒙蔽良知？

如何讓“歷史的鐘擺”朝著正確的方向？習(xí)近平主席在致辭中給出中國答案。

第一，堅(jiān)持不懈推動構(gòu)建人類命運(yùn)共同體。

“順理而舉易為力，背時而動難為功。”正是因?yàn)榻ㄔO(shè)一個更加美好的世界是各國人民的共同企盼，所以中國才不懼種種逆流，朝著構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的正確方向勇毅前行。

“吹滅別人的燈，并不會讓自己更加光明”“不斷擴(kuò)大軍事同盟，拓展自身勢力范圍，擠壓別國安全空間，必將造成安全困境，導(dǎo)致各國都不安全”“蓄意鼓噪所謂‘民主和威權(quán)’、‘自由和專制’的二元對立，只能造成世界割裂、文明沖突”……

習(xí)近平主席洞察時代發(fā)展變化，2021年以來先后提出全球發(fā)展倡議、全球安全倡議、全球文明倡議。這一次，在金磚國家多邊外交舞臺上，聆聽習(xí)近平主席致辭，能夠更加深刻理解三大全球倡議的重大現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)歷史意義。

第二，堅(jiān)定地與發(fā)展中國家站在一起。

新興市場國家和發(fā)展中國家過去20年對世界經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)率高達(dá)80%，過去40年國內(nèi)生產(chǎn)總值的全球占比從24%增至40%以上——習(xí)近平主席在致辭中以這組數(shù)字表明：當(dāng)今時代，以金磚國家為代表的新興市場國家和發(fā)展中國家群體性崛起，正在從根本上改變世界版圖。

習(xí)近平主席此次到南非出席金磚國家領(lǐng)導(dǎo)人第十五次會晤，是他連續(xù)第十一年出席金磚國家領(lǐng)導(dǎo)人會晤，也是今年以來首次赴國外出席重大多邊外交活動。這既充分體現(xiàn)了對“金磚”的重視，也鮮明傳遞出對“金磚”的信心——從在致辭中引用“變化者，乃天地之自然”“青山遮不住，畢竟東流去”就可見一斑。

此次金磚國家領(lǐng)導(dǎo)人會晤上，金磚擴(kuò)員進(jìn)程受到廣泛關(guān)注。會晤的一個突出特點(diǎn)是，有來自世界不同地區(qū)的眾多“全球南方”國家應(yīng)邀參加“金磚+”活動。

“無論有多少阻力，金磚國家這支積極、穩(wěn)定、向善的力量都將蓬勃發(fā)展”“金磚國家同50多個國家聚首南非，不是拉誰選邊站隊(duì)，不是搞陣營對抗，而是打造和平發(fā)展的大格局”“20多個國家正在叩響金磚的大門，中方真誠歡迎大家加入金磚合作機(jī)制”……習(xí)近平主席的致辭清晰表明，“新冷戰(zhàn)”“小圈子”不是人心所向，開放包容、合作共贏的金磚精神才是人間正道。

第三，辦好中國自己的事情。

同以往在金磚國家工商論壇上的講話一樣，習(xí)近平主席這篇致辭，也用了相當(dāng)大篇幅闡釋中國發(fā)展前景和內(nèi)外政策。

“中國沒有稱王稱霸的基因，沒有大國博弈的沖動”“中國式現(xiàn)代化創(chuàng)造了人類文明新形態(tài)，展現(xiàn)出現(xiàn)代化的新圖景”“中國經(jīng)濟(jì)大船將乘風(fēng)破浪持續(xù)前行”“中國必將對世界經(jīng)濟(jì)作出更大貢獻(xiàn)，為各國工商界提供更大空間”……面向工商界，致辭直面關(guān)切，彰顯出一個發(fā)展中大國的坦蕩與擔(dān)當(dāng)。

“歷史發(fā)展有其規(guī)律，但人在其中不是完全消極被動的?！闭缌?xí)近平主席所說，惟其艱巨，所以偉大；惟其艱巨，更顯榮光。只要我們團(tuán)結(jié)一心，加強(qiáng)合作，就無懼前進(jìn)道路上的任何風(fēng)險挑戰(zhàn)，就一定能推動人類發(fā)展的巨輪駛向更加光明的未來！

2023年8月19日，二十國集團(tuán)數(shù)字經(jīng)濟(jì)部長會議在印度班加羅爾舉行。工業(yè)和信息化部總經(jīng)濟(jì)師高東升率團(tuán)出席會議并發(fā)言。

中方代表團(tuán)強(qiáng)調(diào)，習(xí)近平主席提出全球發(fā)展倡議，呼吁國際社會聚焦數(shù)字經(jīng)濟(jì)、互聯(lián)互通等重點(diǎn)領(lǐng)域加強(qiáng)合作。中方將加強(qiáng)與相關(guān)國際組織合作，依托金磚國家未來網(wǎng)絡(luò)研究院、中國—上合組織大數(shù)據(jù)合作中心等機(jī)制，助力全球發(fā)展伙伴共同提升數(shù)字技能和數(shù)字素養(yǎng)。今年，中方提出《中小微企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型合作倡議》，獲金磚國家通信部長會議支持，歡迎更多二十國集團(tuán)成員、嘉賓國和國際組織積極參與。

中方代表團(tuán)表示，應(yīng)對數(shù)字時代挑戰(zhàn)是國際社會的共同責(zé)任，需要各國共同努力。搞“小院高墻”“脫鉤斷鏈”，人為限制或阻礙數(shù)字合作，不符合任何一方利益。習(xí)近平主席提出全球安全倡議，強(qiáng)調(diào)深化信息安全領(lǐng)域國際合作、加強(qiáng)人工智能等新興科技領(lǐng)域國際安全治理。中方主張堅(jiān)持真正的多邊主義，攜手構(gòu)建更加安全、公平合理、開放包容、富有生機(jī)活力的數(shù)字時代。

中方代表團(tuán)指出，各國在數(shù)字化進(jìn)程中所處的發(fā)展階段不盡相同，彌合數(shù)字鴻溝、促進(jìn)數(shù)字互聯(lián)互通是國際社會面臨的緊迫任務(wù)。中國政府始終堅(jiān)持以人民為中心的發(fā)展思想，全面推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國建設(shè)，努力以中國式現(xiàn)代化新成就為世界發(fā)展提供新機(jī)遇。鼓勵二十國集團(tuán)成員進(jìn)一步加強(qiáng)交流溝通，加快推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為構(gòu)建普惠平衡、協(xié)調(diào)包容、合作共贏、共同繁榮的全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)格局作出積極貢獻(xiàn)。

會議發(fā)表了《成果文件和主席聲明》，申明將深化二十國集團(tuán)共同努力，營造開放、包容、公平、非歧視、安全的數(shù)字經(jīng)濟(jì)。會議期間，中方代表團(tuán)同出席會議的有關(guān)國家代表團(tuán)以及國際電信聯(lián)盟等國際組織進(jìn)行了會談。

本次會議由二十國集團(tuán)輪值主席國印度電子和信息技術(shù)部主持，二十國集團(tuán)成員、嘉賓國和相關(guān)國際組織高級別代表應(yīng)邀出席會議。工業(yè)和信息化部、外交部以及中國駐印度大使館有關(guān)負(fù)責(zé)人共同與會。

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專家觀點(diǎn)

作者：邵春堡中國國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作合作促進(jìn)會副理事長

近年來大模型、元宇宙持續(xù)火爆，6G等數(shù)智技術(shù)研發(fā)加速，鼓舞和推動著數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字社會、數(shù)字治理的發(fā)展，也從智能、形態(tài)和動能等三個方面，助推著城市大腦升級。

一、大模型提升城市大腦的智能

1.新階段的人工智能提升城市大腦新水平。人工智能已發(fā)展到大數(shù)據(jù)、大算力、大模型的階段，使城市大腦原來的智能化顯得相對不足，而Chatgpt、文心一言等大模型超過了90%多人的智商， OpenAI董事會成員海倫?托勒說：“創(chuàng)造大模型的人也不知道它們能做什么，不能做什么。我們真正了解GPT-4能做和不能做的所有事情可能還需要幾年時間。”谷歌近期還發(fā)現(xiàn)大模型的“領(lǐng)悟”現(xiàn)象。應(yīng)用中有些人覺得大模型會歸納、概括、推理等，人的意識是否也是這些方法等應(yīng)用的過程。城市大腦不能耽誤了大模型推動智能化的機(jī)會，跟著大模型提升城市大腦的智商。

2.大模型的智能加強(qiáng)城市大腦的基礎(chǔ)功能。以前靠傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，鋪設(shè)城市各項(xiàng)新基礎(chǔ)設(shè)施，形成城市大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；聚焦公共安全、應(yīng)急管理、規(guī)劃建設(shè)、交通管理、市場監(jiān)管、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)態(tài)勢感知、風(fēng)險預(yù)警、趨勢研判、資源調(diào)度、人機(jī)協(xié)同，形成城市大腦的決策和治理系統(tǒng)?，F(xiàn)在的AI大模型更具海量復(fù)雜數(shù)據(jù)的智能分析和決策能力，尤其在大模型突破一定規(guī)模時，性能會顯著提升，涌現(xiàn)出驚艷和意外的語言理解能力、生成能力、邏輯推理能力等，大模型的這些智能可以鑲嵌到城市大腦中，優(yōu)化原有功能，提高城市服務(wù)和治理效果，更好地發(fā)揮城市大腦的指揮中心作用。

3.大模型拓展了城市大腦功能。大模型分為幾種類型，應(yīng)當(dāng)用通用性和垂直性的大模型，改造成城市大腦GPT，可向城市市民和企業(yè)釋放智能，且會生成城市大腦的嶄新功能。比如增加或優(yōu)化服務(wù)市民的治理功能。通用大模型的巨量化參數(shù)與訓(xùn)練數(shù)，能夠降低 AI 的應(yīng)用門檻?？筛淖円酝鵄I“一個場景一個模型”的方式，應(yīng)用通用大模型可以“一網(wǎng)通辦”，既降低成本，更能為市民提供更優(yōu)質(zhì)和更方便的服務(wù)。通用大模型還封裝了大量知識和一般思想方法，它的答問方式簡單，一旦推廣極易成為傳播知識和方法的工具，有利于提升市民素質(zhì)。美國Open AI的Chatgpt對一般性知識的回答客觀和全面，有些內(nèi)容具有意識形態(tài)傾向，還常常一本正經(jīng)胡說八道。百度的文心一言測試階段效果好，也有答不準(zhǔn)的情況，如果成熟后在社會推廣，是市民學(xué)習(xí)的最好途徑。對此，需要做好這方面的引導(dǎo)和治理。比如有價值的城市產(chǎn)業(yè)治理功能。垂直和行業(yè)大模型開辟了城市大腦的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，有利于城市價值創(chuàng)造。華為的盤古大模型“不寫詩、只做事”，已在金融、制造、醫(yī)藥研發(fā)、煤礦、鐵路等行業(yè)發(fā)揮作用。一方面促進(jìn)智能機(jī)器人取代人的勞動，把人從繁重的體力勞動中解脫出來；另一方面GPT賦能城市千行百業(yè)，繪制產(chǎn)業(yè)圖譜，展示產(chǎn)業(yè)狀況，關(guān)注重點(diǎn)企業(yè)，可以提供精準(zhǔn)、專業(yè)、實(shí)時的線上產(chǎn)業(yè)服務(wù)，也是需要城市大腦需要協(xié)調(diào)的產(chǎn)業(yè)治理。

二、元宇宙提升城市大腦的形態(tài)

大腦的重要是因?yàn)楦鱾€部位對其的營養(yǎng)和貢獻(xiàn)。若沒有五官感觀和四肢行為體驗(yàn)，就很難有正確決策，即便有了也難以準(zhǔn)確傳達(dá)。在技術(shù)條件允許的情況下，就可以從web2.0的擬人化的城市大腦，上升到web3.0的擬組織化的城市元宇宙。

1.城市大腦由二維升三維。智慧城市的本質(zhì)是融合，同元宇宙技術(shù)的融合性相吻合。以往城市大腦融合了分散的數(shù)據(jù)資源、信息感知、運(yùn)行系統(tǒng)，但依然是二維呈現(xiàn)。元宇宙已將虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、混合現(xiàn)實(shí)（MR）、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）以及數(shù)字孿生等沉浸式技術(shù)融為一體，還在融合數(shù)字智能等使能技術(shù)，這樣就可將城市大腦的二維變?nèi)S，使虛擬與現(xiàn)實(shí)相交互或映照，構(gòu)建城市元宇宙。有人說元宇宙天然屬于web3.0，或者它本身就是web3.0。

2.城市大腦可擴(kuò)展相關(guān)組織。應(yīng)用虛擬技術(shù)、智能技術(shù)，可以生長出感知和表達(dá)的五官，如未來取代頭顯的3D全息顯示器，將展示逼真動態(tài)影像，如聲學(xué)全息圖將改善超聲成像；通過垂直大模型和虛擬技術(shù)、數(shù)字孿生在產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用，可以生長出城市產(chǎn)業(yè)的四肢；通過數(shù)智技術(shù)在家庭、社區(qū)和城市的廣泛應(yīng)用，可以生長出城市的五臟六腑，通過虛擬與實(shí)體的交互，形成沉浸式的城市元宇宙。

3.向著城市元宇宙方向努力。二維城市大腦勢必要向三維發(fā)展，與其以后升級，不如在元宇宙萌芽期就在城市先行探索。其實(shí)有的城市大腦和智慧城市，已在應(yīng)用虛擬技術(shù)和數(shù)字孿生技術(shù)，進(jìn)行城市大腦升級的探索。如中國信通院提出數(shù)字孿生城市的構(gòu)建路徑和方法；不少地方還將城市大腦、智慧城市、城市元宇宙等幾種情況同時探索。能否以城市大腦為統(tǒng)帥，統(tǒng)籌其他部位，做全功能，向著城市元宇宙的方向努力呢？

三、6G增強(qiáng)城市大腦的動能

隨著6G的加快研發(fā)，6G將來定會參與城市大腦和城市元宇宙的塑造，更會成為城市大腦升級的動能。

1.6G是數(shù)字化發(fā)展的重要載體。從5G開始，移動通信就不再僅用于手機(jī)，它在使能并利用人工智能。6G有一些關(guān)鍵技術(shù)決定它本身是新基建的關(guān)鍵，比如原生智能、網(wǎng)絡(luò)感知、極致連接、星地融合、原生可信、碳中和，6G的這些智能將會帶來更廣泛的連接、更智能的應(yīng)用，將會促進(jìn)城市大腦更智慧、更聰明，將會推進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生活改善。

2.6G將滿足城市大腦提升的技術(shù)條件。在智能方面，6G 將具備智能感知、智能決策、智能優(yōu)化的能力，可提供個性化、智能化的通信服務(wù)。無論是智能語音助手、智能推薦系統(tǒng)，還是智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，都將更加智能和高效。它的其他多項(xiàng)能力指標(biāo)也將屬于智能性質(zhì)，可以成為推進(jìn)城市大腦發(fā)展的重要動力。在形態(tài)方面，元宇宙如果取代城市大腦的形態(tài)，自然要求高同步低延遲，獲得實(shí)時和流暢的完美體驗(yàn)，要求現(xiàn)實(shí)和虛擬世界之間的鏡像或?qū)\生，并通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)同步。6G將會提供城市元宇宙所需的物-機(jī)-人-數(shù)字空間的百億級設(shè)備的泛在連接，完全可以支撐智慧城市的各類傳感器、智能交通系統(tǒng)，以及虛擬世界與實(shí)體世界的交互，支持沉浸式XR通信、遠(yuǎn)程多感官呈現(xiàn)、全息通信。

3.從未來視角探索6G及其支撐的城市大腦。現(xiàn)在的探討都是預(yù)期，并非現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)。因?yàn)槌鞘写竽X、大模型、元宇宙、6G，都處于不同程度的技術(shù)研發(fā)中。這些技術(shù)研發(fā)仍有不確定性，有些技術(shù)應(yīng)用即便進(jìn)入產(chǎn)業(yè)和市場也需要冷靜觀察。如Chatgpt去年高潮以來，近期的市場在下降；如2021年以來人們對元宇宙有著美好期待，facebook改mate，許多互聯(lián)網(wǎng)公司紛紛跟從，但似乎效益并不好，后來不少公司退出元宇宙轉(zhuǎn)而一轟而上大模型；如6G在各大國均處于研發(fā)初期，目前正在加快研發(fā)，具有廣闊的應(yīng)用預(yù)期和前景，但它又是個需要冷靜對待的技術(shù)。應(yīng)當(dāng)注意的是，不要將技術(shù)研發(fā)當(dāng)作產(chǎn)業(yè)和市場，中間還有若干環(huán)節(jié)；不要將未來愿景當(dāng)作近期目標(biāo)，兩者大相徑庭。有些技術(shù)發(fā)展初期，邏輯上有缺口，而有的輿論卻文學(xué)式地主動“補(bǔ)缺”，進(jìn)而炒作，客觀上誤導(dǎo)了社會，讓資本市場和相關(guān)產(chǎn)業(yè)如同過山車，上去了又下來了。對此，要讓研發(fā)的歸研發(fā)，產(chǎn)業(yè)的歸產(chǎn)業(yè)，市場的歸市場，保持清醒。

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行業(yè)動態(tài)

導(dǎo)讀

自數(shù)據(jù)密集型超算這一概念提出兩年以來，在超級計(jì)算創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)密集型工作組的共同努力下，數(shù)據(jù)密集型超算無論是在產(chǎn)業(yè)共識還是在商業(yè)實(shí)踐上都取得了顯著的突破。同時，在AIGC新應(yīng)用爆發(fā)以及東數(shù)西算等戰(zhàn)略工程的背景下，數(shù)據(jù)密集型超算迎來了全新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇。

近日，華為聯(lián)合超級計(jì)算創(chuàng)新聯(lián)盟、西安交通大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、蘭州大學(xué)、山東大學(xué)、青島國實(shí)科技集團(tuán)、北京航空航天大學(xué)等多家高校及科研院所，共同發(fā)布了《數(shù)據(jù)密集型超算發(fā)展白皮書2023》。

白皮書指出，當(dāng)下數(shù)據(jù)密集型超算面臨著新應(yīng)用混合負(fù)載、AI異構(gòu)加速、跨域全局管理、數(shù)據(jù)新安全、軟硬系統(tǒng)節(jié)能以及全棧創(chuàng)新等六個方面的挑戰(zhàn)。此外，白皮書還進(jìn)一步分析了數(shù)據(jù)密集型超算產(chǎn)業(yè)的主要趨勢：

■ 超算正在加速與AI深度融合，驅(qū)動科學(xué)研究邁入科學(xué)智能時代。

業(yè)界很多示例表明，提升AI大模型的精度、數(shù)據(jù)規(guī)模以及數(shù)據(jù)質(zhì)量比提升模型參數(shù)更具決定性的作用。AI時代角逐的主戰(zhàn)場在于數(shù)據(jù)，這是使科研效率得以躍升的關(guān)鍵。

■ 超算互聯(lián)上升為國家級戰(zhàn)略，數(shù)據(jù)互聯(lián)與流動是底蘊(yùn)和基礎(chǔ)。

面向超算互聯(lián)，統(tǒng)一的存力底座建設(shè)需先行。實(shí)現(xiàn)算力互聯(lián)和流動的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)的互聯(lián)與流動。通過引入GFS全局文件系統(tǒng)等創(chuàng)新技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)跨地域、跨系統(tǒng)的全局?jǐn)?shù)據(jù)視圖與數(shù)據(jù)流動，促進(jìn)信息的數(shù)字化，釋放數(shù)據(jù)的最大化價值。

■ 超算中心走向大規(guī)模集群化，低碳綠色成為關(guān)鍵訴求。

超算中心集群規(guī)模越來越大，提高超算系統(tǒng)的能效比和降低碳排放已經(jīng)成為超算行業(yè)的重要目標(biāo)。全面加速存儲閃存化、通過算力與存力的有效協(xié)同提升整體資源利用率，是業(yè)界需要關(guān)注的兩大方向。

為了更好地應(yīng)對數(shù)據(jù)密集型超算的新需求，白皮書創(chuàng)新性地提出了新一代數(shù)據(jù)密集型超算的“5A”技術(shù)架構(gòu)，即Any Application任意應(yīng)用、Any Workload任意負(fù)載、Any Where任意地點(diǎn)、Any Condition任意環(huán)境，以及Any View任意視圖。通過技術(shù)架構(gòu)的創(chuàng)新，讓數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施更好地賦能超算新興應(yīng)用。

具體內(nèi)容如下

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中心動態(tài)

物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展對邊緣節(jié)點(diǎn)計(jì)算平臺的實(shí)時數(shù)據(jù)處理能力與能效提出了更高的要求，基于新型存儲器的非易失存內(nèi)計(jì)算技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的原位存儲與計(jì)算、最小化數(shù)據(jù)搬運(yùn)帶來的功耗與延遲開銷，從而大幅提升邊緣設(shè)備的數(shù)據(jù)處理能力與效能比。然而，由于基礎(chǔ)單元特性的非理想因素，陣列中的寄生效應(yīng)以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的硬件開銷，非易失存內(nèi)計(jì)算仍然面臨計(jì)算性能與能效方面的限制。圍繞上述關(guān)鍵問題，微電子所劉明院士團(tuán)隊(duì)采用跨層次協(xié)同設(shè)計(jì)的方法，提出了高并行與高效能比的新型RRAM存內(nèi)計(jì)算結(jié)構(gòu)。

在器件層面，研究團(tuán)隊(duì)提出了帶權(quán)重二晶體管一憶阻器（WH-2T1R）的存算陣列結(jié)構(gòu)。WH-2T1R結(jié)構(gòu)使用core晶體管構(gòu)成解耦的存算數(shù)據(jù)通路來減小寄生效應(yīng)對計(jì)算電流的影響，相較1T1R結(jié)構(gòu)只額外造成30.3%的面積開銷。計(jì)算單元利用第二晶體管亞閾值區(qū)放大特性提高計(jì)算13.5倍開關(guān)比的同時降低88%的低阻態(tài)計(jì)算電流，從而實(shí)現(xiàn)了63.4%的乘加操作功耗降低。得益于計(jì)算開關(guān)比的提升，該RRAM存內(nèi)計(jì)算結(jié)構(gòu)能夠支持更高的輸入并行度和多比特乘加操作。

在電路層面，研究團(tuán)隊(duì)提出了參考電流減式電流型靈敏放大器的讀出電路。由參考電流減支路根據(jù)上一次讀出結(jié)果先對輸入電流進(jìn)行電流減再送到電流鏡讀出數(shù)據(jù)。參考電流減支路對半減小了電流鏡輸入電流范圍，使得RRAM存算結(jié)構(gòu)支持的計(jì)算電流范圍倍增，能實(shí)現(xiàn)更高輸入并行和多比特乘加，并取得79.5%的讀出電路功耗降低。研究團(tuán)隊(duì)通過進(jìn)一步優(yōu)化電流型靈敏放大器電流減配置，實(shí)現(xiàn)積分非線性誤差5倍提升，微分非線性誤差3.75倍提升。

在算法映射層面，研究團(tuán)隊(duì)提出了高位數(shù)據(jù)冗余（MSB_RSM）的映射策略。RRAM存內(nèi)計(jì)算結(jié)構(gòu)配備有不同第二晶體管multiplier參數(shù)的多組陣列和額外的一組冗余陣列。其中不同第二晶體管用于映射多比特權(quán)值的不同比特位。由于RRAM和晶體管非理想因素對計(jì)算電流的影響不容忽視，冗余陣列用于額外映射權(quán)值對非理想因素補(bǔ)償。經(jīng)過對不同比特位補(bǔ)償效果的分析，MSB-RSM對高位權(quán)值進(jìn)行操作時能減小1σ誤差40%。得益于更穩(wěn)定的計(jì)算電流，在ResNet-18模型下的CIFAR-10和CIFAR-100任務(wù)獲得了0.96%和2.83%的準(zhǔn)確度提升。

上述方案在團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)的嵌入式28nm工藝上得到驗(yàn)證，新型RRAM存內(nèi)計(jì)算結(jié)構(gòu)支持高并行的模擬域乘加操作，在1比特輸入、3比特權(quán)值、4比特輸出下ResNet-18任務(wù)中的平均能效達(dá)到30.34TOPS/W，并可以通過進(jìn)一步優(yōu)化讀出時序提升到154.04TOPS/W。該工作通過單元、電路及系統(tǒng)面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為高能效、高精度的模擬存內(nèi)計(jì)算提供了新思路。

研究成果以“A 28nm RRAM Computing-in-Memory Macro Using Weighted Hybrid 2T1R Cell Array and Reference Subtracting Sense Amplifier for AI Edge Inference”為題發(fā)表在集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域旗艦期刊《IEEE Journal of Solid-State Circuits》上，中科院微電子所博士研究生葉望為該文章的第一作者、竇春萌研究員為該文章的通訊作者。