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PIMCHIP S300 全球首款28nm节点实现存算一体产品化AI芯片

发布时间:2025-03-29 02:47:02

PIMCHIP-S300 芯片是苹芯科技基于存算一体技术打造的多模态智慧感知决策 AI 芯片。其搭载基于静态随机存取存储器(SRAM)的存算一体计算加速单元,让计算在存储器内部发生,有效减少计算过程中的数据搬运,使核心计算单元的能效产生几十上百倍的提升,达到国际领先指标并实现技术突破。芯片具备人工智能算力整合、多模态融合感知、跨领域智慧决策、超低功耗、极速响应等特点。PIMCHIP-S300 可应用在智慧工业、智慧医疗、智能可穿戴设备等不同领域,致力于为合作伙伴提供高能效、小面积、低功耗、低成本的解决方案,为多元化应用场景智慧赋能。

一、技术架构与核心创新

  1. 存算一体技术
    芯片采用 SRAM存内计算加速单元 ,直接在存储器内部完成计算,消除了传统架构中数据搬运的能耗问题。根据苹芯科技测试,该技术可针对特定计算场景 节省90%的能耗 ,核心能效比高达 27TOPS/W
  2. 异构架构与多模态支持
    • 集成轻量级Cortex-M处理器,支持音视频、传感器等多模态数据融合感知,并实现实时控制与调度。
    • 通过自研异构架构,优化了超低功耗唤醒、语音识别(VAD)、运动监测、视觉识别等功能。
  3. 制程与封装
    采用28nm成熟制程和BGA封装,芯片尺寸为12mm×12mm,在小型化与高集成度之间取得平衡,适用于边缘端设备。

二、性能优势与突破

  1. 能效革命
    通过“零数据搬运”设计,显著降低系统功耗(典型场景静态功耗低至100μW),同时提升运算效率。例如,在智能穿戴设备中可延长离线使用时间约4倍。
  2. 兼容性与灵活性
    • 支持混合精度计算(4/8bit整型、16bit浮点),适配不同模型需求。
    • 提供开源框架 Pstreamer ,支持多模态信息采集、融合及决策控制链路开发。
  3. 量产与成本优势
    该芯片基于成熟工艺,避免依赖先进制程,在低成本前提下实现高性能,预计2024年第四季度量产后将加速商业化落地。

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System CPU MCU with FPU/MAC for control panel,300 DMIPS
NPU Neural Networks and CV Acceleration forcomputing panel. 0.5 Tops, support int4/8/16
DSP Audio/Vision Signal processing andSensor fusion,100 GMAC
VIdeo
Subsystem 2D Graphics Scaler、Crop、Zoom、CSC,BlendingPreview stream, 240 * 160@24fps,up to 480 * 320Snapshot stream,Typical 720P
Video IN 1 * DVP in, resolution up to 2560 * 1440,8 bits/Pixel,RGB565、YUV422、RGB888
Video Out 4-Wire SPI out ; 240 * 160@24fps,up to 480 * 320,RGB888
Audio
Subsystem PDM * 4
I2S * 2
HWA VAD/FFT Accelerator
AON
Subsystem Low Power 100uW-5mW
Trigger Customizable Voice,Adjustable Motion,Temperature,Voltage,Touch
Storage SRAM support system SRAM, up to 1792KB
PSRAM Up to 32MB
Flash support Nor-flash,up to 32Mb
Others Connectivities UART * 4,SPI * 2,I2C * 4
2x SD HC support SDR104/DDR50 and SDIO3.0 eMMC 4.5
Ethernet: Interface:MII/RMII/RGMIIData Rate:10Mbps/100Mbps/1000Mbps
Peripheral DMA * 3,Timer * 4,RTC * 1,WDT * 5
ADC * 1 12bit@1MSPS,PWM * 3,GPIO * 40
Security support SM2/3/4/, AES ,SHA ,RSA ,TRNG,OTP
Turnkey
Solution RTOS, Middleware,Model Zoo,One-click AI deployment solution,One-click binary generation and downloading solution

三、应用场景与市场潜力

  1. 智能终端
    包括智能手表、AR/VR设备等可穿戴产品,通过本地化AI处理降低对云端依赖,解决续航与实时性痛点。
  2. 智能安防与家居
    支持本地化数据处理(如摄像头图像分析、门锁行为识别),系统功耗可降至传统方案的一半。
  3. 具身智能与健康监测
    应用于智能机器人、健康数据分析设备,提升实时决策速度40%,助力医疗级体征监测。
  4. AI大模型推理
    作为边缘端算力节点,支持轻量化模型部署,与云端协同优化整体能效。

四、行业地位与评价

  1. 技术里程碑
    该芯片是全球首款在28nm节点实现存算一体产品化的AI芯片
  2. 市场竞争力
    据行业预测,2025年全球智能穿戴市场规模将达千亿美元,存算一体技术将显著提升相关设备的竞争力。苹芯科技CEO杨越指出,其战略目标是通过端侧商业化验证,三年内完成技术向产品的转化。

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