IBM NorthPole芯片测试：比常用的12nm和14nm能效高25倍

IT之家 11 月 12 日消息，IBM 的 NorthPole 架构芯片已经开发了近十年，现在已经越来越完善、越来越强大。

官方现在通过《科学》杂志发表了一组 NorthPole 的基准测试结果，堪称是一个新的里程碑。

根据对 ResNet-50 模型的测试，基于 TrueNorth 架构的 12 纳米芯片比常用的 12 纳米 GPU 和 14 纳米 CPU 功耗高 25 倍。

据 IBM 称，NorthPole 在延迟和计算所需的空间方面也表现更好，超过了所有主流架构，包括基于 4 纳米工艺的 GPU。

那么，它是如何实现这一成果的呢？因为它 256 个核心本身就集成了一块内存芯片而无需单独连接，NorthPole 用于 220 亿个晶体管，其每个核心都可以执行 2048 个运算。

该公司称，其架构消除了冯・诺依曼瓶颈，该瓶颈围绕着大多数系统中 CPU 和 RAM 之间数据传输引起的延迟。因此，它可以比市场上最好的 GPU（包括 Nvidia 最强 AI 显卡）运行得更快。

IBM 研究部门的 Dharmendra Modha 表示：“从架构上看，NorthPole 模糊了计算和内存之间的界限。在单个核心层面上，NorthPole 表现为接近内存的计算；而在芯片外部的输入输出层面上，它表现为主动内存。”

IT之家注意到，AMD 也探索了类似的技术，并成功将内存和计算结构集成到单个组件中。上个月，Xilinx 便展示了其 Virtex XCVU7P 卡，其中包括八个内存加速器模块。

据介绍，IBM 在其 NorthPole 芯片中为每个计算核心的添加了内存芯片，他们认为这个组件非常适合新兴的 AI 用例，包括与计算机视觉相关的用途。此外，它还经过了自然语言处理和语音识别方面的测试。NorthPole 还适用于边缘应用，这些应用可实时处理大量数据。

最新，美国巨头IBM发布首个2nm芯片！华为曾花40亿向其“拜师”

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台积电、三星争分夺秒研发的3nm芯片工艺还没面世，2nm工艺的半导体芯片就横空出世了。据新浪财经最新报道，北京时间5月6日，美国巨头IBM正式对外发布了全球首个2纳米芯片制造技术。

要知道，当前全球半导体最先进的制程发展到5nm，而且仅有台积电、三星两家企业有代工的技术。 而按照业界的定律，本来全球半导体制程发展到5nm之后，接下来登场的将是3nm制程的芯片。

就在4月19日，台积电对外更新了其2nm芯片制程研发的进度表——已进入升级GAA晶体管、改进EUV效率的研发阶段。说白了就是，台积电当下还在缓慢进行2nm芯片制程的研发，显然没有IBM的进度快。

而IBM今日（5月6日）发布了全球首个2纳米芯片，不仅将在芯片制程的赛道上“抢跑”，还可能将与三星联手对台积电“全球一哥”的地位发起追赶。

早在2020年8月，IBM就官宣了将由三星负责生产旗下最先进的7nm芯片。 由此来看，三星接下来也很有可能被IBM委以重任，负责代工2nm的芯片产品。

据悉，IBM这款2nm芯片，芯片体积将比当前最先进的5nm芯片要小许多，计算速率也更快。而在同样的电力消耗下，2nm芯片将比7nm芯片的计算效率高出45%，能效则要高出75%。IBM有关人士也强调，技术首发是一回事，但是这项2纳米芯片制造技术可能需要几年时间才能真正上市。

当前，IBM的业务重心主要是对业界提供云计算及软件解决方案，但在全球半导体的发展历程，IBM 推出多项突破性的半导体技术 ，也极大地推动了全球产业地发展。 例如，距今已经约50年历史的单晶体管的DRAM单元（1966年）、30多年前的RISC处理器架构、1997年的铜互连技术等等都是IBM的“心血”。

目前，IBM在美国纽约州奥尔巴尼（Albany）仍保留着一个芯片制造研究中心，三星以及英特尔都是其芯片技术开发合作伙伴。 此前，三星3nm工艺试产成功的关键技术——GAA（切入环绕式栅极技术，gate-all-around），就是和IBM等共同合作的结果。

我国科技巨头华为也和IBM有着非常深厚的合作关系。 就近来说，IBM在2018年收购的开源软件和技术供应商——红帽（Red Hat），是华为当前的核心供应商之一。更早以前，华为曾在1998年与IBM达成了为期10年、学费高达40亿元人民币的咨询项目。

在这个过程中，华为邀请IBM参与该司IPD（集成产品开发）、ISC（集成供应链）、IT系统重整等在内的8个管理变革项目。其中，与半导体相关的集成产品开发和集成供应链是华为与IBM合作的重点，期间有50名IBM专家曾进驻华为。

业内一直有着这样一种说法，华为能在全球通讯领域占有一席之地，少不了“师从IBM”的这段经历的功劳。

值得一提的是，曾几何时，中国市场还是IBM在全球的12大研发基地之一，但在今年1月初，IBM官宣了全面关闭研究机构之一——IBM中国研究院（IBM CRL，成立于1995年9月）的消息。 根据IBM方面的说法，关闭研究院是为了对中国研发的布局进行变革，而旗下中国开发实验室 、IBM中国系统实验室和客户创新中心未来将继续为中国市场服务。

IBM公布的数据显示，在2020年，该司仅挣得55.9亿美元（折合约361亿元人民币）的净利润，较2019年暴跌了40.7%。

文 |廖力思 题 | 徐晓冰 图 |卢文祥 审 |徐晓冰

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