PIMCHIP S300 全球首款28nm节点实现存算一体产品化AI芯片

PIMCHIP-S300 芯片是苹芯科技基于存算一体技术打造的多模态智慧感知决策 AI 芯片。其搭载基于静态随机存取存储器（SRAM）的存算一体计算加速单元，让计算在存储器内部发生，有效减少计算过程中的数据搬运，使核心计算单元的能效产生几十上百倍的提升，达到国际领先指标并实现技术突破。芯片具备人工智能算力整合、多模态融合感知、跨领域智慧决策、超低功耗、极速响应等特点。PIMCHIP-S300 可应用在智慧工业、智慧医疗、智能可穿戴设备等不同领域，致力于为合作伙伴提供高能效、小面积、低功耗、低成本的解决方案，为多元化应用场景智慧赋能。

一、技术架构与核心创新

1. 存算一体技术
   芯片采用 SRAM存内计算加速单元 ，直接在存储器内部完成计算，消除了传统架构中数据搬运的能耗问题。根据苹芯科技测试，该技术可针对特定计算场景 节省90%的能耗 ，核心能效比高达 27TOPS/W 。
2. 异构架构与多模态支持
   • 集成轻量级Cortex-M处理器，支持音视频、传感器等多模态数据融合感知，并实现实时控制与调度。
   • 通过自研异构架构，优化了超低功耗唤醒、语音识别（VAD）、运动监测、视觉识别等功能。
   
3. 制程与封装
   采用28nm成熟制程和BGA封装，芯片尺寸为12mm×12mm，在小型化与高集成度之间取得平衡，适用于边缘端设备。

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二、性能优势与突破

1. 能效革命
   通过“零数据搬运”设计，显著降低系统功耗（典型场景静态功耗低至100μW），同时提升运算效率。例如，在智能穿戴设备中可延长离线使用时间约4倍。
2. 兼容性与灵活性
   • 支持混合精度计算（4/8bit整型、16bit浮点），适配不同模型需求。
   • 提供开源框架 Pstreamer ，支持多模态信息采集、融合及决策控制链路开发。
3. 量产与成本优势
   该芯片基于成熟工艺，避免依赖先进制程，在低成本前提下实现高性能，预计2024年第四季度量产后将加速商业化落地。

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System	CPU	MCU with FPU/MAC for control panel，300 DMIPS
NPU	Neural Networks and CV Acceleration forcomputing panel. 0.5 Tops, support int4/8/16
DSP	Audio/Vision Signal processing andSensor fusion，100 GMAC
VIdeo
Subsystem	2D Graphics	Scaler、Crop、Zoom、CSC，BlendingPreview stream, 240 * 160@24fps，up to 480 * 320Snapshot stream,Typical 720P
Video IN	1 * DVP in, resolution up to 2560 * 1440，8 bits/Pixel，RGB565、YUV422、RGB888
Video Out	4-Wire SPI out ; 240 * 160@24fps，up to 480 * 320，RGB888
Audio
Subsystem	PDM	* 4
I2S	* 2
HWA	VAD/FFT Accelerator
AON
Subsystem	Low Power	100uW-5mW
Trigger	Customizable Voice，Adjustable Motion，Temperature，Voltage，Touch
Storage	SRAM	support system SRAM, up to 1792KB
PSRAM	Up to 32MB
Flash	support Nor-flash，up to 32Mb
Others	Connectivities	UART * 4，SPI * 2，I2C * 4
2x SD HC support SDR104/DDR50 and SDIO3.0 eMMC 4.5
Ethernet: Interface:MII/RMII/RGMIIData Rate:10Mbps/100Mbps/1000Mbps
Peripheral	DMA * 3，Timer * 4，RTC * 1，WDT * 5
ADC * 1 12bit@1MSPS，PWM * 3，GPIO * 40
Security	support SM2/3/4/, AES ,SHA ,RSA ,TRNG,OTP
Turnkey
Solution	RTOS， Middleware，Model Zoo，One-click AI deployment solution，One-click binary generation and downloading solution

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三、应用场景与市场潜力

1. 智能终端
   包括智能手表、AR/VR设备等可穿戴产品，通过本地化AI处理降低对云端依赖，解决续航与实时性痛点。
2. 智能安防与家居
   支持本地化数据处理（如摄像头图像分析、门锁行为识别），系统功耗可降至传统方案的一半。
3. 具身智能与健康监测
   应用于智能机器人、健康数据分析设备，提升实时决策速度40%，助力医疗级体征监测。
4. AI大模型推理
   作为边缘端算力节点，支持轻量化模型部署，与云端协同优化整体能效。

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四、行业地位与评价

1. 技术里程碑
   该芯片是全球首款在28nm节点实现存算一体产品化的AI芯片
2. 市场竞争力
   据行业预测，2025年全球智能穿戴市场规模将达千亿美元，存算一体技术将显著提升相关设备的竞争力。苹芯科技CEO杨越指出，其战略目标是通过端侧商业化验证，三年内完成技术向产品的转化。

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