从RISC-V到3D NAND技术——2022年趋势回顾
了解2022年以来我们注意到的一些技术和行业趋势。2022年12月31日，作者Kimber Wymore
去年，即2022年，充满了大量的新技术和事件，使这一年过得很快。有时，回顾今年发生的一切，了解明年的发展方向，或者了解行业的重点是什么，这一点很重要。
在这篇文章中，我们将看看今年我们看到的一些热门趋势。
3D NAND层的竞争
有时趋势会在一年中传播开来，但有一个趋势肯定比其他趋势更突出，各公司相继发布了关于NAND技术的消息。这一趋势有点像竞争，因为各家公司在NAND存储器的层数和创新方面相互提高。
我们最先关注的是美光的3D NAND闪存芯片，该芯片上有232层。考虑到美光上一次宣布其NAND层数是在2020年，这一芯片有点令人惊讶。
美光最新的232层3D NAND的渲染图。图片由美光提供
更令人惊讶的是，一周后，SK海力士推出了238层4D NAND，超越了美光。“4D”一词是由SK海力士创造的，不同之处在于，在传统的3D NAND中，外围电路紧挨着阵列，而4D NAND将其放在下面。
SK海力士4D NAND结构与传统3D NAND结构的对比概述。图片由SK海力士提供
同一周，扬子记忆科技有限公司（YMTC）推出的232层X3-9070 3D NAND芯片进一步推动了这一趋势。一周后，三星宣布了其用于游戏应用的基于V-NAND的固态硬盘（SSD）。要了解更多关于V-NAND的信息，您可以查看本文。
所有这些发布都表明了业界对NAND存储器技术投资的明显兴趣。随着公司寻求提高存储器密度，他们似乎正在寻找3D NAND，因为它能够将晶体管单元隔开，以避免来自相邻单元的泄漏和干扰。这可以使设计人员在不牺牲性能的情况下提高内存密度，从而避开缩放技术的性能限制。
随着如此多的公司竞相超越NAND的限制，看看2023年是否会出现更多的创新将是一件有趣的事情。我想知道下一个版本会有多少层。
RISC-V在2022年实现巨大飞跃
自2010年创建以来，RISC-V，一种开源的ISA（指令集架构），已经席卷了世界。这种体系结构已经渗透到电子行业的各个角落。从帮助缓解持续的芯片短缺到进入太空级技术，RISC-V正被证明是一种持续的趋势，而且这种趋势似乎不会很快改变。
SiFive的RISC-V架构框图，NASA将在其高性能航天计算机（HPSC）项目中使用该架构。图片由SiFive提供
SiFive是今年在RISC-V方面取得巨大进步的一家公司。多年来，All About Circuits自2016年以来一直覆盖SiFive。由于大量新技术的发布，从每年一两篇文章开始的内容今年有所增加。如前所述，RISC-V在太空技术中得到了应用，美国国家航空航天局利用SiFive在一个新项目中利用其X280，一种8核RISC-V处理器。
除了SiFive今年的公告外，它还发布了：
- X280的新版本，在2022嵌入式世界上被调侃
- 两个处理器P670和P470，添加到其基于RISC-V IP的处理器的性能系列中
- 汽车RISC-V处理器核心产品组合
随着SiFive今年推出的所有这些创新，很明显，这家初创公司正在努力成为RISC-V的主要基石。看到这项技术发展如此之快，大公司今年也纷纷加入。以英特尔为例，该公司通过推出新的英特尔探路者计划来表示支持。该程序旨在帮助工程师进行RISC-V器件的硅前开发。
今年RISC-V历史上的另一个重大进展是，阿里巴巴宣布推出RISC-V SoC（片上系统），为ROMA开发笔记本电脑供电，从而使其成为业界首款使用RISC-V芯片的笔记本电脑。
RISC-V社区以其年度RISC-V峰会活动的形式结束了又一年。我们的All About Circuits团队（实际上）参加了此次活动。这使我们能够报道有趣的RISC-V峰会主题演讲、初创公司Ventana发布的RISC-V处理器核心公告，以及活动中发布的其他RISC-V新闻。
回顾今年的所有这些RISC-V新闻（还有很多我没有在这里提及），很明显，RISC-V在成为主流技术方面取得了一些巨大的飞跃。进入2023年，我认为其势头不会很快放缓。
量子计算的商业化目标
量子计算是一个逐年持续增长的趋势。曾经主要基于大学研究的东西（仍在开发新的量子技术）已成为许多知名公司未来战略的一部分。以英特尔为例，该公司今年采用了“软件优先”的方法，使用其基于Loihi 2的平台进行量子计算。
另一个大公司，IBM，是量子计算领域最大的参与者之一，今年也受到了关注。值得注意的是，11月，IBM宣布已开发出一款名为“鱼鹰”的433量子位量子处理器。该处理器声称其量子位数量是2021年发布的IBM Eagle处理器的三倍。除了这款处理器，IBM还公布了2023年的最新路线图和目标，您可以在本文中阅读。
IBM的鱼鹰量子处理器。图片由IBM提供
看到像IBM的这个例子这样的逐年改进，有助于表明量子计算不仅仅是一种流行的新技术；得益于一些初创公司，它正在主流市场迅速站稳脚跟。今年，许多初创公司纷纷进军量子计算领域，掀起了可能在2023年带来更多进步的浪潮，尤其是在量子计算的商业化方面。
以一家总部位于英国的公司Quantum Motion为例，该公司早在10月份就证明，其“Bloomsbury”量子芯片可以使用与标准半导体相同的制造工艺制造。同月，英特尔发出通知，称其在生产硅基量子位方面达到了一个新的里程碑。这些努力引发了量子计算技术正在稳步走向大规模生产的想法。
随着量子计算硬件的商业化和制造限制继续处于行业的前沿，在新的一年里看到这一点将是令人兴奋的。
Wi-Fi 6/6E在Wi-Fi 7硬件首次亮相的同时继续使用卡车
早在2021年发布的Wi-Fi 7标准在2022年就迎来了关键的一年。尽管公司仍在创建并专注于Wi-Fi 6标准（2019年发布）内的技术，但高通等一些公司已经在展望未来。
正如撰稿人Robert Keim所指出的，一个原因是，尽管Wi-Fi 6专注于将数据驱动到尽可能多的设备，并具有先进的功能，但在延迟和数据速率方面存在一些不足。
如前所述，高通公司在5月份发布的Wi-Fi 7 Networking Pro平台上一直是推动Wi-Fi 7发展的动力。除了该平台，高通公司还宣布了符合该标准的新RFFE（射频前端）模块。另一家公司联发科也加入了其Filogic 880和Filogic 380 Wi-Fi 7平台的发布。
高通公司Wi-Fi 7平台概述。图片由高通公司提供
由于向Wi-Fi 7的转变才刚刚开始，公司仍在围绕Wi-Fi 6进行创新。早在今年1月，Wi-Fi联盟就发布了Wi-Fi CERTIFIED 6 Release 2，它影响了Wi-Fi 6E版本。
总的来说，此次发布旨在物联网（IoT），以提高电源效率和性能，设计师现在可以在他们的设备中利用这一标准，而Wi-Fi 7技术仍在努力打入行业。总而言之，2023年肯定会有更多关于Wi-Fi 6/6E和Wi-Fi 7的新闻。
内存计算摆脱内存限制
我们在2022年看到的最后一个趋势是内存计算。在过去的几年里，这一事件一直很严重，并一直持续到今年。随着人工智能（AI）不断集成到越来越多的设备中，它有一些局限性，即速度、处理和存储容量等属性。为了应对这些挑战，工程师们正在寻找更好的内存架构。
尽管内存计算还有很多工作要做，但一些大学正试图打破他们的研究模式。
以加州大学洛杉矶分校、斯坦福大学、清华大学和圣母院的NeuRRAM为例。NeuRRAM是一种电阻式随机存取存储器（RRAM）内存计算（CIM）神经形态芯片。该芯片拥有“48个神经突触核心、256个CMOS神经元和65536个RRAM细胞”，所有这些都可以进行并行处理，并支持数据和模型并行，从而在内存处理领域取得了长足进步。
NeuRRAM芯片。图片由加州大学可持续发展学院提供
今年发生的另一个针对内存计算的发布来自宾夕法尼亚大学（UPenn）。UPenn的研究人员展示了如何在不使用晶体管的情况下使用专用材料创建模拟内存计算电路。该架构利用氮化铝钪（AlScN）创建存储块和使用铁电二极管（FeD）阵列的卷积神经网络（CNN）。这一组合帮助研究人员证明了内存计算是可以实现的，并且可以绕过冯·诺依曼瓶颈。
除了大学对内存计算的研究外，一些公司正试图将其提升到更主流的水平。以初创公司Axelera AI为例，该公司今年秋天获得了资金，将其AI加速平台商业化，将多核内存计算与专门的数据流架构相结合。你可以在这里的创业专栏文章中了解这家公司。
随着研究人员和公司专注于使内存计算成为一种更实际的现实，我相信我们将在2023年看到更多的发展。
2023年前景光明
我知道我只分析了2022年的一些趋势，但回顾了这五个趋势，看到所有帮助我们进入新一年的技术，我感到很兴奋。这五种趋势（以及更多的趋势）才刚刚开始愈演愈烈。明年肯定会保持这种势头，并将为我们带来许多新的创新，其中一些我们以前可能从未想过可能。
感谢您在All About Circuits上与我们共度又一年！没有你我们做不到！
今年给你留下最深刻印象的是什么技术？请在下面的评论中告诉我们！