思維創(chuàng)造世界2025年存算一體范式革新2025年12月1存算一體是打破傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)中存儲(chǔ)與計(jì)算分離模式的創(chuàng)新技術(shù)方案。傳統(tǒng)架構(gòu)下，數(shù)據(jù)需在存儲(chǔ)單元與計(jì)算單元間頻繁傳輸，形成“存儲(chǔ)墻”,既耗時(shí)又耗電。存算一體將計(jì)算能力直接集成到存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)部，讓數(shù)據(jù)無(wú)需遷出存儲(chǔ)模塊即可完成運(yùn)算，從根源上減少數(shù)據(jù)搬運(yùn)損耗。其核心優(yōu)特別適配人工智能推理、大數(shù)據(jù)處理、邊緣計(jì)算等高頻數(shù)據(jù)交互場(chǎng)景。作為后摩爾時(shí)代的關(guān)鍵技術(shù)方向，存算一體正成CPU(中央處理器)GPU(圖形處理器)存算一體存存算存算存算存算存算存算存算存算存算存算存算存算存算存算存算控制單存算存算存算存算存算存算存算存算存算存算存算存算元計(jì)算存儲(chǔ)墻1計(jì)算計(jì)算計(jì)算單元計(jì)算計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)源：賽迪顧問(wèn)，2025.122025年存算一體實(shí)現(xiàn)從模擬式向數(shù)字式的關(guān)鍵跨越，徹底解決長(zhǎng)期存在的精度與可靠性難題。南方科技大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出全球首個(gè)精度無(wú)損、全并行的數(shù)字式非易失存算一2體芯片，通過(guò)“單元內(nèi)乘法與數(shù)字化”設(shè)計(jì)，在自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻存儲(chǔ)器(STT-MRAM)單元中直接完成運(yùn)算并輸出數(shù)字結(jié)果，無(wú)需依賴(lài)數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使計(jì)算魯棒性提升數(shù)倍。該芯片支持4至16比特多精度配置，在物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等高精度科學(xué)計(jì)算場(chǎng)景中表現(xiàn)優(yōu)異，標(biāo)志著存算一體從AI推理向科學(xué)研究領(lǐng)域延伸。同時(shí)異構(gòu)集成路線(xiàn)更趨成熟，3納米先進(jìn)制程的應(yīng)用使芯片能效比達(dá)到傳統(tǒng)架構(gòu)的5倍以上。通過(guò)“存儲(chǔ)單元-電路-算法”全層級(jí)優(yōu)化，矩陣向量乘法運(yùn)算效率較2024年再提升40%,進(jìn)一步突破馮·諾依曼架構(gòu)的“存儲(chǔ)墻”限制。場(chǎng)景滲透方面，存算一體從行業(yè)級(jí)走向消費(fèi)級(jí)全域覆蓋。應(yīng)用場(chǎng)景呈現(xiàn)“高端突破與大眾普及”雙線(xiàn)并進(jìn)特征。在高端領(lǐng)域，全球前100臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)中已有18套集成存算一體模塊，生物醫(yī)藥領(lǐng)域的基因測(cè)序效率因之提升70%,藥物篩選周期從數(shù)年縮短至數(shù)月。而在消費(fèi)端，具備計(jì)算能力的存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)現(xiàn)規(guī)模化落地，單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)設(shè)備可支持上億級(jí)并行計(jì)算，功耗僅為傳統(tǒng)圖形處理器的1/30,使千元級(jí)算力硬件成為可能。邊緣場(chǎng)景的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力實(shí)現(xiàn)量級(jí)跨越。智能駕駛終端數(shù)據(jù)處理延遲進(jìn)入微秒級(jí)，無(wú)人機(jī)巡檢的故障識(shí)別 實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別與環(huán)境感知的即時(shí)響應(yīng)，交互自然度大幅提升。云邊端協(xié)同格局進(jìn)一步清晰，云端側(cè)重百萬(wàn)億參數(shù)大模型訓(xùn)3練，邊緣側(cè)聚焦工業(yè)實(shí)時(shí)控制，終端則支撐本地化AI服務(wù)。未來(lái)五年，存算一體技術(shù)將沿著技術(shù)融合、場(chǎng)景拓展與生態(tài)構(gòu)建的路徑快速發(fā)展。在技術(shù)層面，近內(nèi)存計(jì)算與存內(nèi)計(jì)算將形成互補(bǔ)格局，分別推動(dòng)商業(yè)化落地與高性能突破，新材料與新器件的應(yīng)用有望帶來(lái)芯片性能的量級(jí)提升。同時(shí)，與量子計(jì)算、6G等前沿技術(shù)的跨領(lǐng)域融合將開(kāi)辟新增長(zhǎng)點(diǎn)，而針對(duì)隱私計(jì)算的算法-架構(gòu)協(xié)同優(yōu)化也將成為研發(fā)重點(diǎn)。應(yīng)用場(chǎng)景將從行業(yè)專(zhuān)用加速向全民普惠滲透，賦能消費(fèi)電子、醫(yī)療設(shè)備實(shí)現(xiàn)終端智能的實(shí)時(shí)響應(yīng)，并催生空間智能、數(shù)字生命等新興場(chǎng)景的爆發(fā)。為支撐應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)展，產(chǎn)業(yè)需克服存儲(chǔ)介