TRIPLE－1, Inc.宣布采用5纳米工艺，开发深度学习AI处理器GOKU

总部位于日本西南部福冈的TRIPLE-1, Inc.（简称“TRIPLE-1”）宣布采用先进的5纳米工艺，开发深度学习AI处理器GOKU。

- 概述

GOKU是一款深度学习AI处理器，采用了TSMC 7纳米工艺KAMIKAZE研发过程中诞生的5纳米工艺。该处理器使用了核心专业知识，包括在2017年2月启动的KAMIKAZE项目中开发的尖端工艺的设计能力、功耗优化和增产技术。

此外，通过与研究机构（与AI核心架构相关）合作，20多年来一直参与ASIC开发的TRIPLE-1工程技术精英人员为该处理器设计了电路。第一阶段的原型已经完成，公司正在检查其性能。为了在2021年实现量产，公司将在2020年完成更加接近量产产品的原型。它将出售给世界各地的数据服务器设备和装置生产商或深度学习中心，TRIPLE-1已开始与多家企业商讨相关交易。

（*预期完成的产品图用作说明用途，可能与实际产品存在差异。）

- 开发背景

近年来，各企业纷纷进入AI芯片市场，其中不仅包括大型IT公司，还包括中国快速发展的初创企业。随着边缘AI芯片开发竞争的加剧，深度学习AI处理器市场依然是由几家大公司垄断。目前市场上没有比12纳米工艺更小的量产芯片。

另一方面，到2030年，数据中心的用电量预计将超过全球总电量的10%。TRIPLE-1认为，深度学习AI处理器需要很强的“计算能力”来学习和处理大量的数据，而且从节能降耗和缩减成本的角度来说，耗电量也大。

因此，TRIPLE-1推出了GOKU开发项目。GOKU是一款可实现超低功耗的深度学习AI处理器，采用了5纳米工艺，及其独特的低功耗/高性能技术和该尖端工艺的设计知识。

- GOKU，一款采用5纳米工艺的AI处理器

特点：采用先进5纳米工艺，功率效率是传统工艺的10倍

TRIPLE-1的目标是与传统产品（12纳米工艺）相比，将功耗降低到1/10的等效性能，其特点是低压操作，这是现有产品所无法实现的。

工艺：5纳米

功耗：100 W

峰值性能（半精度）：1 PFLOPS (1,000 TFLOPS)

电效率（半精度）：10 TFLOPS / W

特点：可连接多个计算单元

在人脑结构中，突触以一种复杂的方式连接神经元，与此类似，大量的通信和极其复杂的核间通信对深度学习AI处理器来说也非常重要。

利用GOKU独特的电路设计技术，一块大的裸片上尽可能布置很多小的运算单元，大程度上保护运算单元间的通信（互连）带。这种设计非常接近人脑。

特点：部分模拟设计，优化乘法器性能

该高功耗乘法器电路已经过模拟设计。通过模拟（人工布局和布线）而不是数字（自动布局和布线）设计，电路可以由人工精心设计，旨在将功耗降至最低。

- 5纳米工艺挑战。用于尖端工艺的独特增产技术

随着工艺的缩减，产量问题变得更加复杂。在传统工艺中，产量的主要决定因素是呆滞型故障和批次间的特性变化。然而，在高度先进的工艺中，由单个晶片产生的芯片之间的特性差异和单个芯片内的变化已成为主要问题。这已成为与大规模生产的制造成本直接相关的严重问题，人们普遍认为，解决此问题需要依赖负责半导体生产的晶圆代工厂（合同芯片制造公司）的制造技术的改进。

考虑到这种情况，TRIPLE-1已成功实现独特电路设计技术的商业化，该技术可降低高度先进工艺中特性变化的影响，并提高有效产量。如此一来，公司不仅可以追求高性能，而且可以生产具有成本竞争力的产品，其产品将在世界各地得到广泛应用。