SK海力士新技术破解存内计算瓶颈：3 D FeNAND能效提升7.17倍、算力提升20.4倍

IT之家 1 月 18 日消息，去年 12 月，SK 海力士在国际电子器件会议（IEDM）上介绍了其在 NAND-Flash 领域的最新研究成果。

其中，IT之家已经报道过的最新的 5-Bit NAND 闪存，除此之外还有旨在实现高能效、单位功耗 TOPS 算力大幅提升的 3D FeNAND 技术。据 Blocks and Files 报道，SK 海力士已经制造出了 5-Bit NAND 闪存。然而，如何以经济高效的方式实现大规模量产仍有待确定。

▲ 采用传统设计的 6 Bit（HLC）NAND 闪存需要 64 个独立的电压状态，而 SK 海力士只需要 8 个独立状态 随着 AI 大模型的快速发展，面向 AI 的计算系统对能效和吞吐能力提出了更高要求。然而，现有 AI 加速器在运行过程中需要频繁在处理器与存储器之间搬移数据，导致能耗居高不下。

在此背景下，兼具低功耗和高并行度的模拟存内计算（Analog Compute-in-Memory，A-CiM）被认为是一种潜在解决方案，但多数实现方式难以在满足能效的同时实现支撑大模型所需的超高存储密度。

对此，SK 海力士提出了一种基于三维铁电 NAND（FeNAND）的模拟存内计算方案，该方案在实现更低功耗的同时兼具超高密度。然而，该技术仍面临一些挑战，例如：

（1）串电阻过大；

（2）字线（WL）切换功耗较高；

（3）由于页级顺序乘累加操作导致的并行效率低下。

针对上述挑战，研究团队从存储单元特性、非单元电路以及计算方案三个层面，对 3D FeNAND 进行了协同优化，以同时提升能效和吞吐率（TOPS）。

主题：SK海力士|5-BitNAND闪存