سندیسک و SK hynix مشخصهٔ High Bandwidth Flash (HBF) را منتشر کردهاند؛ فناوری ذخیرهسازی باز که ترکیبی از غیرقابلیتفرار NAND و مسیرهای دستیابی موازی ارائه میدهد تا مجموعهٔ حافظهٔ نزدیک به پردازنده را با هزینهای بهصرفه و ظرفیت بالا گسترش دهد. این مشخصه بهویژه برای بارهای استنتاج هوش مصنوعی طراحی شده است که به حافظهٔ بزرگ و پهنایباند بالا در نزدیکی شتابدهندهها نیاز دارند.
ویژگیهای کلیدی HBF
طرح اولیهٔ HBF بستههایی تا 512 گیگابایت را تعریف میکند که از پشتههای 8‑Hi یا 16‑Hi NAND بهره میبرند. سندیسک این پشتهها را «هستههای HBF» مینامد؛ هدف طراحی، حفظ ظرفیت و قابلیتغیرفرار NAND همراه با معماری موازی برای افزایش پهنایباند در مجاورت محاسبه است.
ظرفیت و پهنایباند
- هر پشته تا 512 گیگابایت ظرفیت دارد.
- مشخصه سه ردهٔ پهنایباند را تعریف میکند: حدود 0.4 تا 3.0 ترابایت بر ثانیه؛ روشن نیست این اعداد برای هر بسته هستند یا کل زیرسیستم HBF.
- بالاترین ردهٔ HBF (حدود 3 ترابایت بر ثانیه در سطح خام) از پهنایباند خام یک پشتهٔ HBM4 (حدود 2 ترابایت بر ثانیه) بیشتر است، اما تأخیر در بسیاری از کاربردها هنوز به نفع HBM خواهد بود.
برای افزایش پهنایباند، سندیسک به ایدهٔ استفاده از 16 هستهٔ HBF اشاره کرده که هر کدام آرایههای مستقل دارند و امکان دسترسی همزمان و موازی را فراهم میکنند. از منظر رابط، یک UCIe با توانایی تا 64 GT/s و 64 لِین میتواند بیش از 400 گیگابایت بر ثانیه برای هر بسته فراهم کند، اما پیادهسازی آن به Die پایهٔ پیچیدهای نیاز دارد.
رابط و یکپارچهسازی
SK hynix اعلام کرده HBF از استاندارد UCIe برای تسهیل یکپارچهسازی با پلتفرمهای ناهمگن استفاده میکند. سندیسک نیز تعریفی تحت عنوان «xPU-HBF» مطرح کرده که میتواند برداشت آنها از UCIe باشد یا پیادهسازیهای سفارشی از سوی شرکای سختافزاری. مشخصه از طریق Open Compute Project منتشر شده تا بهعنوان یک استاندارد باز در دسترس اکوسیستم قرار گیرد.
الزامات فیزیکی و نرمافزاری
مشخصه، اهداف ظرفیت و عملکرد را تعریف میکند و همزمان ویژگیهای الکتریکی، مشخصات رابط، راهنمای بستهبندی، معیارهای اطمینانپذیری برای دستگاههای پشتهشده و نیازمندیهای I/O در سطح نرمافزار را نیز مشخص میسازد. انتشار رسمی کامل این مشخصات از سوی OCP در دسترس خواهد بود؛ بنابراین پیادهسازیهای اولیه ممکن است از نظر سیمبندی و پروتکل تفاوتهای قابلتوجهی داشته باشند.
موارد استفاده و زمانبندی
مخاطب اصلی HBF سیستمهایی است که به حافظهٔ بزرگ نزدیک به شتابدهنده نیاز دارند اما HBM از نظر هزینه یا ظرفیت محدود است. برای مقایسه، حداکثر ظرفیت یک پشتهٔ HBM4 حدود 64 گیگابایت است، در حالی که یک بستهٔ HBF میتواند تا 512 گیگابایت ظرفیت فراهم کند. حتی در ردههای پهنایباند پایینتر، این ظرفیت اضافی میتواند برای مدلهای بزرگ و مجموعهدادههای حافظهمحور تأثیرگذار باشد (HBM — ویکیپدیا, 3D NAND — ویکیپدیا).
موانع پذیرش
- پشتیبانی اکوسیستم: از زمان معرفی HBF در 2025، فقط گوگل و Tenstorrent مشارکت خود در کنسرسیوم را اعلام کردهاند. بازیگران بزرگی مثل AMD، Intel، Nvidia، Samsung و Western Digital هنوز همکاری علنی اعلام نکردهاند؛ نبود پشتیبانی گسترده میتواند سرعت پذیرش را کند کند.
- پیچیدگی پیادهسازی: یکپارچهسازی UCIe یا طراحی Die پایهٔ موردنیاز برای لِینهای بالا، چالشهای فنی و هزینهای ایجاد میکند.
- تأخیر در مقایسه با HBM: با وجود پهنایباند بالا، تأخیر دسترسی احتمالاً بالاتر از HBM خواهد بود که در برخی بارها تعیینکننده است.
جمعبندی
HBF مسیر جدیدی برای افزایش حافظهٔ نزدیک به محاسبه ارائه میدهد و بهویژه برای سناریوهایی که ظرفیت بالا با هزینه معقول اولویت دارد، جذاب است. موفقیت HBF وابسته به پذیرش استاندارد، همراهی طراحان شتابدهنده و سرورها، و توانایی حل پیچیدگیهای فنی مرتبط با تأخیر و بستهبندی است. در چند سال آینده مشخص خواهد شد HBF به یک لایهٔ پذیرفتهشده در هرم حافظه تبدیل میشود یا جایگاهی تخصصی حفظ خواهد کرد.
منابع مرتبط: صفحات شرکتها و استانداردها: SanDisk, SK hynix, Open Compute Project, UCIe.
