AI世代的記憶體

圖一 : AI運算模型參數都是存在記憶體當中，容量需要更大一點，同時要經常去存取記憶體，對頻寬有更大的要求。

【作者： 籃貫銘】

首先，到底什麼是AI運算，它跟一般的運算有什麼不一樣？其實它是有點不一樣，因爲AI運算是專門處理AI應用的一個運算技術，是有很具體要解決的一個目標，而其對象就是要處理深度學習這個演算法，而深度學習跟神經網路有密切的連結，因爲它要做的事情，就是資料的辨識。

AI運算與記憶體的關聯

至於AI運算在硬體架構上有什麼不同？對此我們必須要從資料處理的發展來理解。

在早期的時代，一般的資料只需要用CPU來處理，但隨着大數據應用的崛起，以及人工智慧逐漸展露頭角，資料量也開始呈現爆炸性的成長。而由GPU多核心與利於平行運算的特性，於是就被用來作爲AI運算的主要處理單元。但隨着資料量持續的成長，僅使用GPU似乎又不是個最好的解決方案，除了成本高昂之外，也存在着高功耗的問題，並衍生出散熱與系統穩定度的議題。

對此，運算架構就再多了一個運算晶片，也就是AI加速晶片。它主要是加速資料運算，尤其是針對神經網路這類資料處理與分析應用，且它是作爲一個加速的輔助工具，並不是一個主要的運算的單元。

至於AI的應用，目前聲勢最大，也最廣爲人知的，就非生成式AI莫屬。但這個部分是屬大型雲端服務商的領域，也就是AMD和NVIDIA主攻的市場，主要的業者包含AWS、微軟和Google等，一般的中小型企業並無法進入，多數僅是成爲其供應鏈的一員。

但除了雲端的AI應用之外，還有另外一塊也是AI的重點應用，就是邊緣運算，而它跟雲端運算不一樣，是跟我們日常生活的裝置都能有結合之處，包含AR/VR、智慧家庭、智慧音箱、智慧穿戴等，幾乎所有東西都可以有那種邊緣運算的功能，而這裡面，都會用到這種深度學習這種技術，因此也都有需要這種AI加速晶片的機會。

一般來說，AI世代的這個記憶體，主要是聚焦在運算輔助的記憶體，也就是揮發性的記憶體。那它跟AI運算有什麼關係呢？

我們可以想像在一個倉庫裡面，那裡堆了很多的資料，而記憶體其實扮演的就是要把資料拿出來拿進去的角色。到了AI運算時代，這個人他會遇到什麼問題呢？首先，就是AI這個模型參數都是存在記憶體當中，所以第一個影響，就是容量需要更大一點，因爲當模型參數都放到裡面，就會對執行的運算空間產生影響。

第二個影響，就是AI運算必須要經常去存取記憶體，這樣就會對頻寬有大更的要求。就譬如一次拿的東西如果多一點的話，運作的效率也會比較高，處理的速度也會比較快；另外一個問題，是傳統的運算的架構，記憶體多是屬於外部存取的形式，所以當資料存取很頻繁的時候，自然就會牽涉到效率與IO瓶頸的問題。

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