01
NPU与存算一体概述
从冯·诺依曼瓶颈到存算一体架构的演进，NPU基本概念，核心思想与优势。
存算一体NPU
02
传统计算架构的局限
冯·诺依曼架构详解，存储墙与功耗墙，数据搬运开销，AI计算新架构需求。
存储墙功耗墙
03
存算一体技术分类
近存计算 vs 存内计算，模拟域与数字域存算一体。
Near-MemoryIn-Memory
04
存储器件基础（上）
SRAM与DRAM工作原理、优缺点，存算一体应用场景。
SRAMDRAM
05
存储器件基础（下）
Flash与RRAM工作原理，非易失性存储器的优势。
FlashRRAM
06
新型非易失存储器件
PCM、MRAM、FeFET原理与特性对比。
PCMMRAMFeFET
07
模拟存算一体原理
电阻阵列VMM，基尔霍夫电流定律，ADC/DAC作用。
模拟计算VMM
08
数字存算一体原理
数字逻辑存内计算，位串行与近存逻辑，精度能效权衡。
数字CIM位串行
09
NPU基础架构
脉动阵列原理，数据流类型，NPU典型微架构。
Systolic Array数据流
10
NPU中的存储层次
片上SRAM与片外HBM/DRAM协同，数据复用，Tile划分。
存储层次数据复用
11
存算一体NPU架构设计
CIM单元集成，计算存储单元组织，全局互连与数据通路。
CIM互连
12
模拟存算一体NPU关键挑战
ADC/DAC精度功耗，非理想效应，补偿技术。
ADC/DAC非理想性
13
数字存算一体NPU关键挑战
面积效率，位宽精度权衡，数字CIM宏单元优化。
面积效率数字CIM
14
存算一体中的数据映射
权重映射到存储阵列，层间数据流调度，权重更新策略。
数据映射调度
15
存算一体中的稀疏性利用
权重/激活稀疏性，稀疏感知存算设计，跳过零值计算。
稀疏性跳过零
16
存算一体中的量化技术
INT8/INT4/二值化量化影响，混合精度存算架构。
量化混合精度
17
存算一体芯片测试与验证
CIM宏单元测试，功能验证与性能评估，良率可靠性。
测试验证
18
存算一体编译器与工具链
模型到硬件映射流程，指令集设计，编译优化策略。
编译器工具链
19
典型存算一体芯片案例（一）
学术界Eyeriss、DaDianNao、PUMA等架构特点。
EyerissDaDianNao
20
典型存算一体芯片案例（二）
工业界Mythic、SambaNova、三星HBM-PIM等产品化路径。
MythicHBM-PIM
21
存算一体在边缘AI中的应用
低功耗小面积约束，端侧推理芯片存算方案。
边缘AI低功耗
22
存算一体在云端AI中的应用
大模型推理挑战，高吞吐量存算架构设计。
云端AI大模型
23
存算一体在类脑计算中的应用
脉冲神经网络SNN与存算一体，突触可塑性硬件实现。
类脑SNN
24
存算一体中的安全与隐私
侧信道攻击，PUF与存算结合，安全存算架构。
安全PUF
25
存算一体中的可靠性设计
磨损均衡，ECC，冗余设计，老化预测。
可靠性磨损均衡
26
存算一体系统的散热与封装
3D堆叠与异构集成，热管理，TSV技术。
3D封装TSV
27
存算一体与先进工艺节点
FinFET、GAAFET影响，先进工艺模拟设计挑战。
FinFETGAAFET
28
存算一体设计自动化（EDA）
专用EDA工具需求，布局布线优化，仿真建模。
EDA布局布线
29
存算一体技术的未来趋势
与光计算、量子计算融合，新型材料与器件探索。
未来趋势光计算
30
课程总结与展望
技术路线图，产业生态，学习资源与研究方向建议。
总结路线图