全球首顆軟件定義3D芯片發(fā)布

2026.07.13

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作者 |第一財(cái)經(jīng) 金葉子

封圖|受訪者供圖

在大模型掀起的算力狂潮中，國內(nèi)AI算力芯片面臨著AI算法快速迭代和先進(jìn)制造工藝的可獲得性難題。芯片企業(yè)也在探索如何在現(xiàn)有工藝技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)高性能，滿足通用大模型的發(fā)展需求。

7月13日，剛成立兩年的上海東方算芯科技有限公司（下稱“東方算芯”）在上海發(fā)布了首顆旗艦芯片——DF1000。東方算芯董事長兼CEO魏少軍接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)說，當(dāng)前AI算力芯片的發(fā)展主要分為兩條路線，但均存在天然的局限性。其中專用路線（ASIC），在特定場景下性能表現(xiàn)優(yōu)異，但其通用性和靈活性存在先天不足，面對(duì)每三個(gè)月或半年就發(fā)生大變化的AI算法，專用芯片極易因路線固化而面臨淘汰。而另外一條通用路線，雖具備極高的靈活性，但其性能的提升與半導(dǎo)體工藝的先進(jìn)程度密切相關(guān)。

金葉子/攝

他解釋，DF1000選擇了依靠架構(gòu)創(chuàng)新突圍的特殊路徑——“軟件定義加三維堆疊的近存計(jì)算”，該路線試圖通過架構(gòu)優(yōu)勢避開對(duì)國際最先進(jìn)工藝平臺(tái)的依賴，在追趕國際先進(jìn)AI算力芯片的進(jìn)程中，整條技術(shù)路線不依賴尖端制程、供應(yīng)鏈穩(wěn)定可控、可持續(xù)自主迭代，為我國高端算力芯片提供了一條新的可落地、可規(guī)模化的技術(shù)路徑。

東方算芯副總裁郭煒說，作為全球首顆軟件定義近存計(jì)算3D芯片，DF1000以“軟件定義＋3D堆疊近存計(jì)算”的東方范式，破解了中國高端算力芯片發(fā)展面臨的三大核心瓶頸：突破制程依賴，走出供應(yīng)鏈自主可控新路徑；打破存儲(chǔ)墻壁壘，通過創(chuàng)新算存架構(gòu)釋放算力效能；構(gòu)建全棧軟件生態(tài)，讓芯片真正可用、好用、易用。

郭煒解釋，DF1000聚焦底層計(jì)算架構(gòu)的源頭創(chuàng)新，通過軟件定義芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦與動(dòng)態(tài)重構(gòu)，以空間并行與時(shí)分復(fù)用顯著提升硬件資源利用率，在相對(duì)成熟工藝節(jié)點(diǎn)下實(shí)現(xiàn)520TFLOPS@BF16的算力。

更具體來看，DF1000是國內(nèi)首顆采用DRAM-Logic晶圓級(jí)混合鍵合3D垂直封裝的AI芯片。通過3D混合鍵合技術(shù)將計(jì)算層與存儲(chǔ)層垂直堆疊集成，把互連間距壓縮至亞微米級(jí)別，帶來數(shù)量級(jí)提升的互連密度與帶寬密度，訪存帶寬達(dá)6.4TB/s。這一設(shè)計(jì)從根本上破解了“存儲(chǔ)墻”“帶寬墻”和“功耗墻”三大行業(yè)痛點(diǎn)，支撐大模型訓(xùn)練與推理等高強(qiáng)度算力需求。

魏少軍告訴第一財(cái)經(jīng)，在現(xiàn)有工藝技術(shù)條件的限制下，他們并未盲目追求最先進(jìn)工藝，而是依托國際現(xiàn)有的、資本受限的大規(guī)模存儲(chǔ)資源，通過實(shí)現(xiàn)高存儲(chǔ)量和大帶寬，利用架構(gòu)創(chuàng)新彌補(bǔ)工藝劣勢，以達(dá)到追趕國際先進(jìn)AI算力芯片的目的。

他在談到業(yè)內(nèi)關(guān)注較高的3D堆疊時(shí)說，目前3D技術(shù)更多仍應(yīng)用于“異質(zhì)集成”以解決空間擺放問題，而在“同質(zhì)集成”上的應(yīng)用極少。原因在于同質(zhì)3D融合帶來的成本壓力及諸多底層問題至今未獲得解決。

魏少軍告訴記者，在東方算芯的技術(shù)底層邏輯中，3D堆疊僅僅是實(shí)現(xiàn)方法，真正的解題核心在于“軟件定義”與“近存計(jì)算”的結(jié)合。其中，軟件定義芯片技術(shù)解決了高計(jì)算效率以及高能源效率這兩個(gè)根本問題，而近存計(jì)算則依托國際現(xiàn)有且資本受限的大規(guī)模存儲(chǔ)資源，主要解決帶寬瓶頸，從而實(shí)現(xiàn)高存儲(chǔ)量和大帶寬。

而東方算芯這一技術(shù)路線的雛形，可追溯至二十年前國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的劇變期。2006年，國內(nèi)集成電路主要處在專業(yè)集成電路發(fā)展過程中，并開始轉(zhuǎn)向大批量生產(chǎn)。

“我們當(dāng)時(shí)已意識(shí)到，當(dāng)工藝進(jìn)步到14納米甚至更小線條時(shí)，多品種小批量的專用集成電路將面臨高昂的單位成本阻力。為此，團(tuán)隊(duì)從2006年開始研究可重構(gòu)計(jì)算芯片（即軟件定義芯片的前身），以期在保證靈活性的同時(shí)控制成本。”魏少軍說。

他們未曾料到的是，隨著2022至2023年大模型引爆算力需求，這項(xiàng)本意應(yīng)用于超算的技術(shù)，在AI算力缺口面前迎來了產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。“人工智能的算力需求可能更為緊迫一點(diǎn)，所以我們就把這個(gè)技術(shù)用到人工智能來。”

談及接下來的技術(shù)突破，魏少軍認(rèn)為，他們會(huì)和國際同行長期處于你追我趕、齊頭并進(jìn)的狀態(tài)。雖然該路線實(shí)現(xiàn)了“用不那么先進(jìn)的東西就能夠?qū)崿F(xiàn)高性能”，但工藝依然是最終的天花板。“如果哪天我們有更好的工藝，一定會(huì)做得更好。”

微信編輯| 小羊

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