SPHBM4: доступная память для ИИ-серверов без потери пропускной способности

Отраслевой комитет JEDEC проектирует передовой стандарт SPHBM4 (Standard Package High Bandwidth Memory 4), призванный сделать производство высокопроизводительной памяти более доступным. Технология HBM (память с экстремальной пропускной способностью) представляет собой тип сверхскоростных модулей, которые находят применение преимущественно в ускорителях вычислений для искусственного интеллекта и серверных графических процессорах.

Актуальный стандарт HBM3 задействует 1024 контакта, что считается технологическим пределом для плотных кремниевых подложек и сложных методов компоновки. В SPHBM4 разработчики планируют уменьшить количество физических соединений до 512 контактов, сохранив при этом высочайшие скоростные показатели передачи данных.

Для корректной работы HBM3 и HBM4 требуется чрезвычайно высокая плотность размещения соединений, что вынуждает производителей использовать дорогостоящие кремниевые интерпозеры. Именно они сегодня являются главным препятствием для снижения себестоимости и масштабного наращивания производства.

В то время как в базовой спецификации HBM4 число контактов вырастет до 2048, в SPHBM4 внедряется технология сериализации 4:1, работающая на повышенных частотах. Это позволяет всего одному контакту в новом формате транслировать такой же массив данных, который в стандартной HBM4 передается по четырем линиям.

Сокращение интерфейсных связей дает возможность увеличить расстояние между ними. Это позволяет перейти с кремниевых подложек на органические (на основе полимеров и эпоксидных смол), производство которых обходится значительно дешевле. Если кремний требует микроскопического шага соединений (от 10 мкм), то органика позволяет работать с шагом около 20 микрометров.

Ожидается, что плотность данных на один стек у HBM4 и SPHBM4 будет идентичной. Однако переход на органическую основу увеличивает допустимую длину проводящих каналов. В перспективе это позволит компоновать большее количество стеков памяти SPHBM4 в одном чипе, повышая общую емкость системы по сравнению с классической архитектурой HBM4.

Интеграция SPHBM4 потребует полной модернизации логического кристалла (base die), поскольку архитектура ввода-вывода должна быть адаптирована под четырехкратное уменьшение числа контактов.

Несмотря на потенциальное удешевление, SPHBM4 остается нишевым продуктом для сферы ИИ и суперкомпьютеров, не претендуя на потребительский сектор. Ведущие игроки рынка — Samsung, SK Hynix и Micron — активно участвуют в рабочих группах JEDEC, параллельно развивая решения уровня HBM4E. Кроме того, компания Eliyan уже анонсировала технологию NuLink D2D/D2M, способную достичь пропускной способности в 4 ТБ/с, что вдвое превосходит базовые требования грядущего стандарта HBM4.

Источник: iXBT