(?ω?)hiahiahia 標題黨誰不會
早上刷手機剛好看到winnie姐姐轉(zhuǎn)發(fā)upmem的內(nèi)容,，對這個東西還算蠻熟,，中秋月圓，借機剛一波,。
in memory computing，簡稱PIM,。
首先需要明確一下near memory computing和in memory computing的定義,，這事我和業(yè)界灌水王onur mutlu吃飯還剛過一波，結(jié)論是：真理掌握在英語表達能力范圍內(nèi),。
很多時候這是一個參照系問題,，如果嚴格要以in為前綴，只有把memory cell本體對信號的模擬特性的變化用于計算才是真正的in,，在cell旁邊加MAC都不能算,，這就很苛刻了，業(yè)界除了AI有一些其他都只能算near,。
實際上這某些時候是視角問題,，站在CPU的角度，內(nèi)存條上的運算都是in memory,，哪管那么多,。如果按照DIE的緯度來看，HBM包含了多層DRAM和一層logic,，PIM通常會把計算邏輯放在logic層,，設(shè)計上也是near但從CPU角度看也是in memory。UPMEM其實只是更進一步,，把邏輯直接放到了DRAM工藝上,，最靠近CELL ARRAY的位置。算IN還是算NEAR呢,？
而我的定義是：只有將原本MEM器件的bandwidth具有展寬機制的才算in-memoy,。舉例說，在HBM2帶寬256GB,，在logic DIE做計算如果還是按照HBM原本接口結(jié)構(gòu)用到256GB帶寬,，那么還是near，如果打破了DRAM DIE原本結(jié)構(gòu)和接口,，引入更多TSV擴大了帶寬,，那么這就是in-memory了。UPMEM把計算單元放到了DRAM 每個CHIP內(nèi),，比DIMM條原本DDR接口獲得了更大帶寬,，我的認定是屬于in-memoy computing！
定義完成了,，講騙人<(｀^?)>
事件任何技術(shù)都是有損益的,，業(yè)界的PIM看上去除了技術(shù)難度沒啥損失，那這么好的東西為啥沒大量商用呢,？
PIM最大的障礙是memory interleave,，所有PIM的議題,，如果在內(nèi)存交織上避而不談的，都歸入騙子,，簡單直接,。
一個大SOC系統(tǒng)，內(nèi)存都不是單一的,，以DDR4-3200為例,，一根DIMM條的帶寬是25GB，那么全芯片的總帶寬200GB是8個channel交織達成的,。這是為了保證最大帶寬效率,，以及系統(tǒng)在多核下的共享。以INTEL為例,，多個channel的地址是按照256B為粒度交織的,，即4KB的數(shù)據(jù)會拆分成16份，每個DDR channel得2份,，其中為了保證系統(tǒng)地址更加均勻,，交織還會引入更高位地址打亂，即16份中的第0份并不會固定在channel-0,。
所以,，每個DIMM只能拿到連續(xù)數(shù)據(jù)的一部分，并且對于交織算法的不感知,，DIMM甚至無法知道自己拿到了數(shù)據(jù)的什么部分,。
絕大多數(shù)的應(yīng)用，都會涉及到數(shù)據(jù)的連續(xù)性,，例如SORT,，是不能只對部分數(shù)據(jù)進行computing的。
所以,，市面上的PIM都有一個潛臺詞是去掉interleave,，但是為了表現(xiàn)PIM的先進性，在性能比較時,，PIM都是忽略interleave,，直接和一個巨大的無需交織的單個memory比較，而這樣的memory并不存在,。
如果系統(tǒng)去掉interleave,，DDR CHANNEL就需要按照核分組或者業(yè)務(wù)分組來分配channel，按照操作系統(tǒng)理論,，實際上需要引入額外的NUMA分層,，這個損失在某些業(yè)務(wù)下是很悲慘的。所以,，任何PIM的方案吹噓,，如果不敢直面interleave的問題,，堂堂正正講出來其性能收益大于去掉interleave的損傷，都是騙人的,。
綜述：在大型SOC系統(tǒng)中,，CPU是分布式的，memory也是分布式的,，總線互聯(lián)把兩者聯(lián)和在一起，通常無法找到一個公共點能高效解決問題,。
以UPMEM為例,，為了使能其功能，就需要把某特定業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)放到一根DIMM,，假設(shè)系統(tǒng)是8通道交織200GB,，先不考慮CACHE一致性的損傷（PIM加速的數(shù)據(jù)需要FLUSH到內(nèi)存），那這個單一業(yè)務(wù)去交織后就只能得到1/8的25GB帶寬了,，等價于使能PIM后至少需要獲得大于8倍帶寬的收益才是賺的,，算一算，很難噢,。當然這樣比較也不是特別合適,，如果有8個同構(gòu)，size恰當,，時間上并行度也很好業(yè)務(wù),，并不會帶寬受損。
額外一說,，UPMEM的方案是DIMM結(jié)構(gòu),，其DIMM上包含了8顆獨立的DRAM芯片，每一顆都只有1/8的容量,、帶寬和計算能力,，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)依舊可能分割放在了多課DRAM芯片內(nèi)。UPMEM亦需要額外的DRAM芯片間的通信才能完成一個完整的運算,。