2021年5月14日，第十一屆松山湖中國IC創新高峰論壇盛大開幕。該論壇一直以“尋找中國最優秀的IC設計公司”作為自身驅動力，目前正值國內半導體行業蓬勃發展的關鍵時期，國內對于集成電路自強、自主的意愿強烈，松山湖論壇以市場需求出發，尋找市場中最需要的IC產品，實現“中國創芯”。

圖：北京知存科技有限公司副總裁李想

北京知存科技有限公司副總裁李想本次帶來的產品是面向可穿戴設備的超低功耗存算一體芯片WTM2101。這是一款超低功耗存算一體芯片，用于低功耗喚醒、識別、降噪等場景，重點面向TWS耳機、手表等智能可穿戴設備等領域。

北京知存科技成立于2017年，公司專注于存算一體芯片開發，自主開發的存算一體芯片量產測試流程，累計流片超過20次，截至目前，知存科技已完成3億元產業資本領頭的融資，包括中芯聚源、科訊創投、國投創業、飛圖創投等。

知存科技2012年起開始存算一體研發，2016年完成國際首個Flash存內計算芯片驗證，2019年底量產國際首歌存算一體芯片WTM1001，2021年Q3將推出第二款芯片，面向可穿戴領域的WTM2101，李想表示，該芯片集成32位RISC-V CPU，在性能等各個方面都有很大提升。

隨著最近幾年AI技術快速發展，大家對算力的要求越來越高，存儲墻的問題也越發明顯，針對這個問題，世界上有非常多的架構出現，去嘗試解決處理存儲墻的問題，存算一體是所有新型架構中最有效的一種。

據李想介紹，基于不同的存儲介質，大家在做存算一體技術的時候會采用不同的技術方向，有些是憶阻器，有些公司是用SRAM、NORFLASH，知存科技使用的就是NORFLASH技術。

比如我們用的U盤都有一個NORFLASH芯片，里面有很多存儲頁，每個存儲頁都有數以億計的存儲單元，即晶體管，現在我們存儲數據是利用這些CMOS晶體管的數字特性，那么存算一體就是在這個上面做一些改變，利用這些CMOS晶體管的模擬特性，通過控制柵極的閾值電壓，把流過晶體管的電流放大，使實現單個存儲單元可存儲8bit數據，也可以使單個存儲單元可完成8bit乘法和加法。

傳統的馮諾依曼架構在工作的時候有一系列的數據搬運，這個過程能耗大概在60%-90%之間，能效的利用非常低，而存算一體極大的減少了數據搬運過程，它的實質是一個向量矩陣的乘法，通過前端的數模轉換，把輸入數據轉換成電流的模擬信號，當信號進入矩陣的時候，在矩陣里每個單元存一個8bit的數，比如存入3，流過晶體管，電流放大3倍，存入100，電流放大100倍，相當于橫向做乘法，縱向做電流的累加，所以流過這個矩陣，相當于做一個向量矩陣的乘法。

這個矩陣適合跑AI網絡，知存科技面向可穿戴設備的超低功耗存算一體芯片WTM2101就是基于這個技術，目標市場耳機和手表，知存科技主要提供的是算力平臺。李想表示，用在手表中會比耳機多一些健康算法。

WTM2101尺寸比較小，是2.9*2.6mm，峰值算力是50Gops，能效比達到15Tops/W，最大可存1.8M的神經網絡。這個芯片除了有存算一體的部分外，還有一個RISC-V內核、音頻ADC和電源管理，以及豐富的接口等。

在智能音頻方面，有喚醒等功能，其中知存的VAD與市場現有方案不一樣，效果以往的會更好。另外在聲紋識別方面，李想談到，現在耳機和手表還沒有聲紋識別的功能，基本上是用在手機上，知存的這個芯片可以將聲紋識別的功能在手表和耳機等可穿戴設備中實現。

總而言之，WTM2101的超低功耗特性，具備更長的續航時間，大算力平臺，可以為過去無法部署的可穿戴設備的功能提供可能性，可以大幅提升現有智能應用的體驗效果。李想表示，公司的這款存算一體的AI芯片，目前還是樣片階段，年底會有一些小批量的試產。

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