FPGA学习ing
近存计算和存内计算确实是打破内存墙的关键方向,对于传统数字IC工程师来说,转型既有挑战也有机遇。你的背景是SoC前端和存储器接口,这其实是个很好的起点。
首先,基础知识补强可以从几个层面入手。关于3D堆叠,比如HBM,你不需要从物理制造学起,但必须理解其系统级架构和接口协议。建议先深入学习JEDEC的HBM2/HBM3规范,理解其通过硅通孔(TSV)的堆叠方式、伪通道(pseudo-channel)划分、以及如何与控制器(通常由数字设计)交互。这和你熟悉的DDR接口设计有相通之处,但并行度和时序更复杂。
关于存内计算电路和新型存储器(如ReRAM, PCM, MRAM),这是难点。你问是否需要学习模拟电路,答案是:需要了解,但深度取决于岗位。存内计算的核心是在存储阵列内直接完成模拟域的乘加运算(比如利用欧姆定律和基尔霍夫定律)。作为数字工程师,你不需要亲手设计模拟Sense Amplifier或DAC/ADC,但必须理解其工作原理、非理想特性(如器件变异、噪声)以及对数字电路和算法提出的要求。建议从学术论文入手,看一些ReRAM交叉阵列做向量矩阵乘法的经典电路架构,搞懂从数字输入到模拟计算再到数字输出的完整数据流。
学习路径建议:1. 巩固数字芯片设计基础(这是你的本钱)。2. 学习计算机体系结构,特别是内存层次结构、数据密集型计算(如AI、图计算)的访存模式。3. 通过公开课(如MIT的《计算结构》)、论文和书籍(如《Memory-Centric Computing》)了解近存/存内计算架构。4. 动手实践:可以用FPGA模拟近存计算(例如将计算单元靠近FPGA上的BRAM),或者用仿真工具(如CrossSim)体验ReRAM阵列的行为模型。
职业机会方面,国内目前主要有几类公司在布局:一是大型芯片公司(如华为海思、阿里平头哥、寒武纪等)在探索用于AI加速的近存/存内计算;二是新兴的存算一体芯片初创公司(如知存科技、新忆科技、闪忆科技等),他们更专注于用新型存储器做存内计算芯片;三是部分科研院所和高校的产业化团队。岗位机会以架构师、数字电路设计(负责控制器、数据通路、纠错等)、系统验证为主,纯模拟电路岗位相对较少且要求不同背景。
前景看好,但技术路线尚未完全统一,有一定风险。建议不要完全抛弃传统数字设计,而是结合自身优势,定位在“用数字电路和系统知识去驾驭新兴存储和计算技术”的交叉点上,这样转型会更平稳。
