ISSCC 2021 前瞻

2020-12-05 11:22:13 來源:矽說 作者:癡笑

編者按

疫情當前,ISSCC 2021在萬眾矚目下,也確定了改為線上會議,于是,遠在大洋彼岸的我們,終于可以有幸一睹ISSCC的直播了。大陸在ISSCC 2021繼續捷報頻傳,既去年突破兩位數的論文后,今年一舉突破20,成為了除了美國之外,入取論文最多的國家。

先看看時間,ISSCC 2021的schedule與明年春節完美吻合,Tutorial從年初二開始,最后一天forum到22號,正好是初十。完整覆蓋了整個假日。視頻隨時可聽,直播回答問題每天從太平洋時間早上7點開始,(大約北京時間晚上11點)開始,每天3個小時議程,基本就是用來回答問題的。

所以小伙伴們,準備好一個充實的春節假期了么?

AI殺手級應用,從傳感器開始?

按照慣例,我們的前瞻首先從AI開始。這兩年的AI芯片已經不如往年那么火爆了,特別是如何落地成為了AI芯片的當務之急。不過,這絲毫不影響AI這桿大旗的矚目程度,ISSCC 2021遵循ISSCC 2020的track分布,ML已經坐穩獨立Track的堂主交椅。其中,除了奪人眼球的通用AI芯片(去年有阿里 含光,今年有百度 昆侖),ISSCC2020可能為大家指出了AI落地的第一條殺手級應用(killer application) 大方向:智能傳感器。

智能計算前移到傳感器和IoT端側已經是芯片不可逆的趨勢。這一趨勢不僅體現在與AI相關的session,在其他session中也可見一斑。典型論文包括:

1. 電子科大周軍教授組發表的面向健康檢測的生物醫學AI處理器

2. Sony公司的新一代超高分辨率CIS+CNN圖像傳感器,采用3D堆疊合封:

3. 哥倫比亞大學超低功耗、抗噪聲干擾的實時語音特征提取與關鍵詞識別(這篇是連續劇了,也是眼睜睜地看著功耗從1微瓦降低到100納瓦):

4. 北大黃院士團隊面向IoT的低功耗、事件驅動特征提取和CNN處理器

這些與前端傳感深度融合的方案對AI設計的低功耗、魯棒性產生更新的要求。

UWB & 60G,離開是為了下一次相見

其實,很久沒有聽到UWB和60G的故事。十年前,他們曾經獨領風騷。但是,十年后我們已經逐漸淡忘。但舊時王謝堂前燕,終究是會飛入尋常百姓家的。雖然在純粹的通信領域里,超寬帶(UWB)和60G最終沒有成為廣泛施展的行業標準,但是他們其他地方開花結果確實收獲頗豐。

自打去年蘋果U1芯片、三星采用了UWB方案進行近距離點對點的數據傳輸,UWB老樹逢新春,ISSCC 2021專門為UWB (和wake rx)開設了獨立的session:

而在60GHz領域,今年ISSCC首次開設了業界旗艦芯片session (小編特別喜歡這個安排,巨無霸芯片可以單獨做光搞,相對專用的session,也不需要給這些龐然大物占位,可以給學術界的玩家們多留幾個坑)中,在RF paper旗艦session中,60GHz相關工作在3個里面就占了倆:

特別值得一提的是SOLI 人機接口系統,Google+英飛凌在60GHz 雷達的應用上已經動了好幾年的腦筋,終于在人機接口 Touchless control的場景下發力。(你還記得當年的google watch?)

Noise Shaping SAR,ADC的年輕人不講武德?!

本來,聽說今年ADC session 分為 continuous-time和discrete-time兩個session的時候,還是期待來一個各類continuous time ADC的百花齊放,百家爭鳴,但實際上還是以Continuous time Sigma Delta Modulator為主要的實現方式。

但是,基于噪聲整形的逐次比較型模數轉換器(NS-SAR)卻成為亮點,單刀立馬橫跨連續時間、離散時間兩大session,快可打100Mhz帶寬,準可至93dB SNDR,功能百變,可time-interleave,可bandpass,靜能tuning-free,動能后臺校準,頗有點不講武德。

當然,其中最亮眼的就是清華大學孫楠教授和他的弟子們,上述文章占了3篇。

存算一體,走出學術的舒適圈

ISSCC 最大的魅力在于,見證一個個牛逼的ideal在一群硅工的努力下,取代了傳統技術,成為行業革新的新事物。小編入行的這么多年,看著ADPLL,SAR ADC, digital PA,AI處理器,一個一個從學術界的腦洞式paper最終改變了行業生態。而下一個正在經歷這一變化的,會不是是存算一體?充滿期待。

去年的ISSCC,祖師爺LeCun還在Keynote上說,In-Memory Computing這種exotic 奇技淫巧估計難以成形。但 ISSCC 2021可能是要讓祖師爺失望了。以精度為例,不要在以為基于模擬存算一體只能做做低精度的簡單任務。8b在ISSCC 2021的CiM session已經不算個事兒了。

這一變化,兩大Memory巨擎看在眼里率先出手。既去年的模擬存算一體IP后,TSMC看上去是鐵了心要把SRAM存算一體做進IP庫,今年再次發表了沒有精度損失的全數字存算一體IP:

三星更是倚重其在DRAM上的優勢,將多功能的存算一體(介于存算一體和近存計算)在DRAM上發揚光大:

即使在學界,存算一體的發展也甚是迅猛。清華大學兩大教授課題組在存算一體的稀疏化實現上保持王者無敵的勢頭,甚至隱隱展現出離開推理(infererence),邁步走向訓練(train)的新境界:

普林斯頓Verma教授組進一步的探索實際應用中,存算一體和SIMD計算架構的異構集成和可伸縮擴展(scalable)的大規模算力系統:

除了AI,存算一體在安全芯片的應用上也有建樹:

可以說,如今的存算一體早已不是那個學術界畫地為牢的小圈圈,存算一體產品化指日可待。你要關心的我是它出現你的耳機、手表還是手機里罷了?

最后說一句, 目前 ISSCC 2021完整的Program 已有網友分享到EETOP論壇,歡迎大家前往下載。
鏈接:ISSCC 2021 Advance Program

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