Samsung 让 DRAM 直接做数学运算

Processing in Memory: DRAM Is About to Do Math

Samsung 让 DRAM 直接做数学运算

在 Hot Chips 2026 上,Samsung 展示了其 16 GB LPDDR5X-PIM 内存,内部带宽高达 614 GB/s,是外部接口的八倍。这项技术将计算单元直接嵌入 DRAM 芯片,专门针对 AI 推理中的 GEMV 操作优化,显著缓解了内存带宽瓶颈。实测显示,在运行 Llama 3.1 8B 模型时,LPDDR5X-PIM 的吞吐量比传统 LPDDR5X 提升了 3 倍。尽管 Samsung 通过 Address Align Mode 实现了与现有控制器的兼容,但软件生态仍面临挑战:主流推理框架如 llama.cpp 尚未支持,且现有的 GGUF k-quants 量化格式难以直接映射到硬件。未来,随着 LPDDR6 标准的完善,这种“内存即计算”的架构有望成为本地 AI 推理的主流方案。

在生成阶段,你花钱购买的矩阵硬件大部分时间都在等待 DRAM。
  1. roadbuster

    "Processor-in-Memory"(存内计算)是个老掉牙的想法了,早在 1998 年的一篇博士论文《Computational RAM: A Memory-SIMD Hybrid》* 中就探讨过。当时的动机是:“在电路板上的 DRAM 芯片和微处理器之间,带宽只有几百 MB/s。然而,在内存芯片内部,却有几百 GB(甚至太比特级)的可用带宽,既然如此,为什么不把部分逻辑移到那里去呢?”随后,作者将这一想法推向了极致,在 DRAM 的每一列都部署了成百上千个 1 位处理器。(注:真正的 PIM 之所以不可行,是因为 DRAM 与高速数字逻辑所采用的半导体工艺截然不同,也就是说,你的数字逻辑电路在“DRAM 工艺”上表现会很差)。

    HBM5 的设计者们也有同样的观察,并心想:“我们为什么不在 HBM DRAM 堆栈的底部放一个逻辑芯片,从而获得极高的内存带宽呢?”但仔细一看,你就会很快意识到,这几乎就是 Intel 和美光 15 年前提出的 Hybrid Memory Cube** 方案(该方案在市场竞争中输给了更简单、成本更低且更灵活的替代方案 HBM)。

    * https://www.eecg.toronto.edu/~stumm/Theses/Elliott-PhD98.pdf

    ** https://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_Memory_Cube

  2. honr

    Compute In Memory(存内计算)今年一直是电子学研究(更准确地说,是我所接触的那部分领域)讨论的焦点。目前有几个趋势,我很好奇哪些能真正在市场上存活下来。RAM 设计师现在在市场上很抢手,目前有很多相关职位空缺。

  3. jcranmer

    Processing in memory(存内处理)是我研究生计算机体系结构课程中额外涵盖的一个主题。那是十五年前的事了。即便在当时,这显然也是一个老生常谈的想法。

    试图将大量 ALU 靠近 DRAM 逻辑的一个问题是,ALU 发热量很大,而 DRAM 是对热量最敏感的组件之一。此外还有其他问题,比如兄弟评论中提到的制造工艺差异。

  4. MBCook

    所以他们是在 RAM 里构建了一个非常特定的操作。这种 RAM 只对 AI 有用,否则那些晶体管就纯属浪费。

    而且,如果我们资助的另一套操作实际上对 AI 效果更好,你也无法调整适应。

    看起来局限性极大。但话说回来,这难道不会最终变成一堆数量庞大的微型微控制器,每个都访问一组内存吗?这不就是 Transputer 的翻版吗?

  5. senshan

    为什么文章没提一下在 DRAM 内处理时 KV-cache 是如何处理的?这难道显而易见吗?

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2026-08-28