第1章
NPU概述
什么是NPU · NPU与CPU/GPU的区别 · 发展历程与趋势
基础概念
第2章
存算一体技术基础
冯·诺依曼瓶颈 · 存算一体核心思想 · 近存与存内计算
核心分类
第3章
存储器件原理
SRAM/DRAM/Flash/RRAM/MRAM/PCM 原理与对比
器件对比
第4章
模拟存内计算
RRAM模拟计算 · 电流求和 · 权重映射 · ADC/DAC接口
模拟电路
第5章
数字存内计算
SRAM数字计算 · 逻辑运算与查找表 · 位串行架构
数字架构
第6章
存算一体宏单元设计
存储阵列 · 读写/计算路径复用 · 外围电路设计
设计电路
第7章
数据流与映射优化
卷积映射 · 权重排布 · 数据复用与带宽优化
优化映射
第8章
精度与噪声分析
模拟精度损失 · 工艺偏差 · 纠错与校准
精度噪声
第9章
存算一体编译器
算子拆分 · 指令生成 · 编译优化策略
软件编译
第10章
典型芯片案例分析
IBM · Mythic · Samsung · 台积电 存算一体芯片
案例业界
第11章
NPU指令集架构
标量/向量指令 · 矩阵运算 · 数据搬运指令
指令集架构
第12章
NPU微架构设计
计算单元阵列 · 累加器 · 激活函数 · 池化单元
微架构设计
第13章
片上网络与互联
NoC拓扑 · 路由策略 · 带宽与延迟权衡
互联NoC
第14章
存储层次与缓存
全局缓冲区 · 局部寄存器 · 数据预取与一致性
存储缓存
第15章
NPU编程模型
TVM · MLIR · ONNX Runtime NPU后端适配
编程框架
第16章
模型量化技术
INT8/INT4量化 · 混合精度训练 · 量化感知训练
量化压缩
第17章
稀疏计算加速
权重剪枝 · 激活稀疏 · 结构化稀疏与硬件支持
稀疏加速
第18章
NPU性能评估
TOPS · MAC利用率 · 能效比 · 实际吞吐量
性能评估
第19章
NPU功耗管理
DVFS · 时钟门控 · 电源门控 · 功耗建模
功耗管理
第20章
NPU验证与测试
功能验证 · 性能验证 · 硬件加速器测试方法
验证测试
第21章
NPU物理设计
布局规划 · 时钟树综合 · 功耗网格 · 信号完整性
物理设计
第22章
存算一体系统集成
SoC集成 · 片外互联 · DMA与中断机制
集成系统
第23章
存算一体软件栈
驱动层 · 运行时库 · 算子库 · 应用层接口
软件栈驱动
第24章
边缘计算场景
端侧NPU设计 · 低功耗推理 · 实时性要求
边缘推理
第25章
云端训练场景
训练芯片架构 · 梯度计算 · 分布式同步
云端训练
第26章
存算一体可靠性
耐久性 · 数据保持 · 高温老化 · 测试与修复
可靠性老化
第27章
存算一体安全
侧信道攻击 · 物理不可克隆函数 · 安全加密引擎
安全加密
第28章
存算一体生态
开放指令集 · 开源编译器 · 硬件抽象层标准
生态标准
第29章
前沿技术
存算一体与量子/光学/神经形态计算
前沿交叉
第30章
未来展望
技术路线图 · 产业应用前景 · 挑战与机遇
展望趋势