AMD продемонстрировала 17-кратное превосходство 3D-памяти в энергоэффективности

Компания AMD сопоставила показатели энергоэффективности инновационной 3D DRAM и классической HBM. В стандартных чипах HBM кристаллы памяти монтируются вертикально посредством сквозных кремниевых каналов (TSV), а готовый стек монтируется в непосредственной близости от центрального процессора либо ускорителя искусственного интеллекта. Концепция 3D DRAM также подразумевает вертикальную компоновку, однако память располагается строго поверх вычислительного кристалла, объединяясь с ним посредством гибридного сочленения (hybrid bonding).

Ключевые преимущества кроются именно в методе коммутации. Традиционная память HBM формирует зазоры между кремниевыми уровнями из-за контактных выводов, пространство между которыми заливается полимером. Подобная архитектура провоцирует рост сопротивления и ограничивает предельную плотность выводов. Технология hybrid bonding опирается на безупречно ровные кремниевые плоскости и прямое сращивание медных проводников, обеспечивая колоссальную плотность контактов и минимизацию энергетических потерь.

Главным камнем преткновения остается термический фактор. Процесс гибридного монтажа сопряжен с интенсивным нагревом, пагубно влияющим на способность ячеек DRAM сохранять заряд, что лавинообразно увеличивает частоту регенерации данных. Более того, для успешного соединения требуется практически абсолютная атомарная гладкость поверхностей: микроскопическая частица размером в считанные нанометры способна полностью разрушить медный контакт. В рабочем режиме ситуация усугубляется экстремальным тепловыделением мощного AI-ускорителя, расположенного прямо под микросхемами памяти.

Несмотря на солидный опыт AMD в сфере объемной компоновки благодаря разработкам вроде 3D V-Cache, адаптация аналогичных принципов под DRAM сопряжена с колоссальными трудностями. По этой причине заявленное 17-кратное превосходство в энергоэффективности пока остается лишь теоретическим потенциалом инновационной архитектуры. Если индустрии удастся преодолеть термические барьеры и достичь эталонной чистоты производственных процессов, 3D DRAM имеет все шансы сформировать новый вектор эволюции памяти для высокопроизводительных систем искусственного интеллекта.

Источник: iXBT