ISSCC 2021 前瞻

2020-12-05 11:22:13 来源:矽说 作者:痴笑

编者按

疫情当前,ISSCC 2021在万众瞩目下,也确定了改为线上会议,于是,远在大洋彼岸的我们,终于可以有幸一睹ISSCC的直播了。大陆在ISSCC 2021继续捷报频传,既去年突破两位数的论文后,今年一举突破20,成为了除了美国之外,入取论文最多的国家。

先看看时间,ISSCC 2021的schedule与明年春节完美吻合,Tutorial从年初二开始,最后一天forum到22号,正好是初十。完整覆盖了整个假日。视频随时可听,直播回答问题每天从太平洋时间早上7点开始,(大约北京时间晚上11点)开始,每天3个小时议程,基本就是用来回答问题的。

所以小伙伴们,准备好一个充实的春节假期了么?

AI杀手级应用,从传感器开始?

按照惯例,我们的前瞻首先从AI开始。这两年的AI芯片已经不如往年那么火爆了,特别是如何落地成为了AI芯片的当务之急。不过,这丝毫不影响AI这杆大旗的瞩目程度,ISSCC 2021遵循ISSCC 2020的track分布,ML已经坐稳独立Track的堂主交椅。其中,除了夺人眼球的通用AI芯片(去年有阿里 含光,今年有百度 昆仑),ISSCC2020可能为大家指出了AI落地的第一条杀手级应用(killer application) 大方向:智能传感器。

智能计算前移到传感器和IoT端侧已经是芯片不可逆的趋势。这一趋势不仅体现在与AI相关的session,在其他session中也可见一斑。典型论文包括:

1. 电子科大周军教授组发表的面向健康检测的生物医学AI处理器

2. Sony公司的新一代超高分辨率CIS+CNN图像传感器,采用3D堆叠合封:

3. 哥伦比亚大学超低功耗、抗噪声干扰的实时语音特征提取与关键词识别(这篇是连续剧了,也是眼睁睁地看着功耗从1微瓦降低到100纳瓦):

4. 北大黄院士团队面向IoT的低功耗、事件驱动特征提取和CNN处理器

这些与前端传感深度融合的方案对AI设计的低功耗、鲁棒性产生更新的要求。

UWB & 60G,离开是为了下一次相见

其实,很久没有听到UWB和60G的故事。十年前,他们曾经独领风骚。但是,十年后我们已经逐渐淡忘。但旧时王谢堂前燕,终究是会飞入寻常百姓家的。虽然在纯粹的通信领域里,超宽带(UWB)和60G最终没有成为广泛施展的行业标准,但是他们其他地方开花结果确实收获颇丰。

自打去年苹果U1芯片、三星采用了UWB方案进行近距离点对点的数据传输,UWB老树逢新春,ISSCC 2021专门为UWB (和wake rx)开设了独立的session:

而在60GHz领域,今年ISSCC首次开设了业界旗舰芯片session (小编特别喜欢这个安排,巨无霸芯片可以单独做光搞,相对专用的session,也不需要给这些庞然大物占位,可以给学术界的玩家们多留几个坑)中,在RF paper旗舰session中,60GHz相关工作在3个里面就占了俩:

特别值得一提的是SOLI 人机接口系统,Google+英飞凌在60GHz 雷达的应用上已经动了好几年的脑筋,终于在人机接口 Touchless control的场景下发力。(你还记得当年的google watch?)

Noise Shaping SAR,ADC的年轻人不讲武德?!

本来,听说今年ADC session 分为 continuous-time和discrete-time两个session的时候,还是期待来一个各类continuous time ADC的百花齐放,百家争鸣,但实际上还是以Continuous time Sigma Delta Modulator为主要的实现方式。

但是,基于噪声整形的逐次比较型模数转换器(NS-SAR)却成为亮点,单刀立马横跨连续时间、离散时间两大session,快可打100Mhz带宽,准可至93dB SNDR,功能百变,可time-interleave,可bandpass,静能tuning-free,动能后台校准,颇有点不讲武德。

当然,其中最亮眼的就是清华大学孙楠教授和他的弟子们,上述文章占了3篇。

存算一体,走出学术的舒适圈

ISSCC 最大的魅力在于,见证一个个牛逼的ideal在一群硅工的努力下,取代了传统技术,成为行业革新的新事物。小编入行的这么多年,看着ADPLL,SAR ADC, digital PA,AI处理器,一个一个从学术界的脑洞式paper最终改变了行业生态。而下一个正在经历这一变化的,会不是是存算一体?充满期待。

去年的ISSCC,祖师爷LeCun还在Keynote上说,In-Memory Computing这种exotic 奇技淫巧估计难以成形。但 ISSCC 2021可能是要让祖师爷失望了。以精度为例,不要在以为基于模拟存算一体只能做做低精度的简单任务。8b在ISSCC 2021的CiM session已经不算个事儿了。

这一变化,两大Memory巨擎看在眼里率先出手。既去年的模拟存算一体IP后,TSMC看上去是铁了心要把SRAM存算一体做进IP库,今年再次发表了没有精度损失的全数字存算一体IP:

三星更是倚重其在DRAM上的优势,将多功能的存算一体(介于存算一体和近存计算)在DRAM上发扬光大:

即使在学界,存算一体的发展也甚是迅猛。清华大学两大教授课题组在存算一体的稀疏化实现上保持王者无敌的势头,甚至隐隐展现出离开推理(infererence),迈步走向训练(train)的新境界:

普林斯顿Verma教授组进一步的探索实际应用中,存算一体和SIMD计算架构的异构集成和可伸缩扩展(scalable)的大规模算力系统:

除了AI,存算一体在安全芯片的应用上也有建树:

可以说,如今的存算一体早已不是那个学术界画地为牢的小圈圈,存算一体产品化指日可待。你要关心的我是它出现你的耳机、手表还是手机里罢了?

最后说一句, 目前 ISSCC 2021完整的Program 已有网友分享到EETOP论坛,欢迎大家前往下载。
链接:ISSCC 2021 Advance Program

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