近日，國際計算機體系結構領域頂級會議HPCA 2025（International Symposium on High-Performance Computer Architecture）在美國召開。會議共收到534篇來自全球頂尖科研機構及高校的論文投稿，最終錄用率僅為21%。

睿創(chuàng)微納AI-ISP研發(fā)團隊與中國科學技術大學聯(lián)合發(fā)表的學術論文《Exploring the Performance Improvement of Tensor Processing Engines through Bit-weight Dimension Transformation in MAC Operations》成功入圍，其創(chuàng)新性技術路徑在會議現(xiàn)場獲得多位國際權威專家學者的高度評價。

研究團隊跳出以傳統(tǒng)基于乘加器的張量計算架構，首次提出從“位權維度”優(yōu)化矩陣乘法的全新微架構設計方法及高算力密度的計算架構，在算子底層實現(xiàn)突破性性能提升，為紅外ISP中的AI模塊帶來了顯著加速效果。

聚焦底層架構

深挖位權優(yōu)化潛力

人工智能作為現(xiàn)代技術革命的引擎，其發(fā)展根基深植于張量計算體系——尤其是被稱為深度學習基石的矩陣乘法運算。當前主流的GPU、NPU等AI加速芯片均將張量處理引擎（Tensor Processing Engine, TPE）作為專用矩陣乘法單元進行集成，但這類硬件模塊往往占據(jù)芯片30%-50%的晶圓面積及40%以上的動態(tài)功耗，成為制約AI算力提升與成本控制的關鍵瓶頸。

針對這一產(chǎn)業(yè)級挑戰(zhàn)，睿創(chuàng)微納AI-ISP研發(fā)團隊突破傳統(tǒng)乘加器（Multiply-Accumulate, MAC）的位權維度約束，首創(chuàng)基于位權解耦的組件化架構設計范式。該技術從位權維度重構了矩陣乘法中的基本運算單元，揭示了更廣闊的架構設計空間。

特別值得關注的是，團隊開發(fā)的張量計算微架構已有效適配紅外圖像增強算法，為低成本、高算力密度的邊緣端AI視覺處理開辟了新的技術路徑。

多維優(yōu)化

指標全面提升

研究團隊提出了多種優(yōu)化后的計算架構，在實際測試中展現(xiàn)出了卓越的能效與面積效率表現(xiàn)。與傳統(tǒng)基于乘加單元的矩陣乘法單元對比，在28nm制程下，其張量核INT8算力面積效率實現(xiàn)1.56倍提升（達11.29 TOPS/mm2），能效比提升1.49倍（達13.89 TOPS/W）。

特別是創(chuàng)新性位稀疏架構，通過稀疏特征編碼與紅外圖像的協(xié)同優(yōu)化，較基準方案面積效率實現(xiàn)2.85倍的提升，為邊緣計算場景的高性能AI推理提供了新的硬件范式。

行業(yè)賦能

加速紅外圖像處理

睿創(chuàng)微納基于該架構研發(fā)的AI推理引擎，在紅外圖像增強算法中取得了顯著的加速效果。該AI圖像增強算法融合了傳統(tǒng)圖像增強算法的一些策略，不僅具有極佳的能效、面效表現(xiàn)，且圖像細節(jié)重建能力顯著增強。

關于HPCA

作為計算機體系結構領域四大頂級會議（HPCA、ISCA、ASPLOS、MICRO）的核心成員，IEEE高性能計算機架構國際研討會（HPCA）自1995年創(chuàng)辦以來始終引領著全球計算硬件的創(chuàng)新方向。

該會議以嚴苛的學術評審著稱（近年論文錄用率穩(wěn)定在18%-22%）, 評審專家大多來自于高通、英特爾、英偉達、IBM、AMD等頂尖研究機構，持續(xù)位列CSRankings體系結構類會議前三甲。HPCA聚焦計算架構的范式革新，其技術議程涵蓋AI芯片架構、存算一體架構、量子-經(jīng)典混合計算、超異構處理器等前沿方向。

歷屆體系結構四大會議曾發(fā)布重塑行業(yè)格局的里程碑成果，包括Google TPU（ISCA'17首代張量處理器）、華為昇騰910（HPCA'21首個達芬奇架構NPU）、寒武紀MLU（ISCA'16首款商用深度學習ASIC）等標桿性芯片設計。

睿創(chuàng)微納（股票代碼：688002）是全球領先的、專業(yè)從事專用集成電路、感知芯片與AI智能整機產(chǎn)品與解決方案研發(fā)的國家級高新技術企業(yè)。公司深耕紅外、微波、激光等多維感知領域，掌握多光譜感知芯片研發(fā)的核心技術與AI智能算法深度研發(fā)等能力，為全球客戶提供性能卓越的紅外熱成像、微波、激光芯片，應用終端及行業(yè)感知解決方案，以技術進步為客戶創(chuàng)造增量價值。

睿創(chuàng)微納產(chǎn)品廣泛應用于航空航天、衛(wèi)星通訊、空間通訊、碳中和、低空經(jīng)濟、安防消防、汽車輔助駕駛、應急救援、消費電子、人工智能、醫(yī)療健康、科研創(chuàng)新等領域。

睿創(chuàng)微納致力于打造中國最有價值的特種芯片企業(yè)，成為世界領先的智慧感知技術解決方案提供商，承載“讓人們從更多維度發(fā)現(xiàn)世界之美”的使命，在持續(xù)拓展人類感知能力的征途上留下自己的腳印。