JEDEC، نهاد استانداردسازی صنعت نیمههادی، مشخصات جدید «SPHBM4» (Standard Package High Bandwidth Memory) را با هدف کاهش هزینههای حافظههای HBM که در پردازندههای هوشمصنوعی استفاده میشوند منتشر کرد. این استاندارد با بهرهگیری از یک رابط جمعوجور ۵۱۲بیتی و بستهبندی استاندارد، امکان استفاده از بسترهای آلی ارزانقیمت را فراهم میکند و نیاز به اینترپوزرهای گرانقیمت و فناوریهای بستهبندی پیشرفته مانند CoWoS شرکت TSMC را از بین میبرد.
جزئیات استاندارد SPHBM4
استاندارد جدید JEDEC با نام JESD330-4، حافظههای HBM4 را با بستهبندی استاندارد ترکیب میکند. تفاوت اصلی با HBM4 سنتی در قالب پایه (base die) است: بهجای رابط ۲۰۴۸بیتی، از یک رابط ۵۱۲بیتی با ۳۲ کانال مستقل ۱۶بیتی استفاده میکند که در هشت کانال چهارگانه (Quad Channel) سازماندهی شدهاند. این معماری جدید، پهنایباند را با افزایش سرعت انتقال داده به ۲۲.۴ تا ۴۶.۰ گیگاترانسفر بر ثانیه (GT/s) حفظ میکند.
عملکرد و معماری
برخلاف HBM4 که از رابط عریض ۲۰۴۸بیتی استفاده میکند، SPHBM4 هر چهار کانال ۶۴بیتی را در یک کانال چهارگانهٔ ۱۶بیتی گروهبندی میکند. این طراحی باعث کاهش تعداد پینها از ۲۵۶ به ۶۴ میشود؛ اما برای جبران کاهش عرض رابط، سرعت هر پین افزایش مییابد. هسته DRAM درون انباشتهها تغییر نمیکند و با فرکانس یکچهارم رابط خارجی کار میکند. قالب پایهٔ جدید SPHBM4 از یک PHY پرسرعت شبیه SerDes استفاده میکند که ویژگیهایی مانند equalization، lane training و FEC را برای اطمینان از صحت دادهها در سرعتهای بالا ارائه میدهد.
ظرفیت و سازگاری
SPHBM4 از انباشتههای ۴، ۸، ۱۲ یا ۱۶ قالب DRAM با چگالی ۲۴ یا ۳۲ گیگابیتی پشتیبانی میکند. حداکثر ظرفیت استاندارد ۶۴ گیگابایت است که با شانزده قالب ۳۲ گیگابیتی محقق میشود. این استاندارد همچنین از گامهای برآمدگی بزرگتر از ۹۰ میکرومتر و طول کانال تا ۲۰ میلیمتر پشتیبانی میکند که امکان استفاده از بسترهای آلی استاندارد را فراهم میآورد.
مزایا و کاهش هزینه
مهمترین دستاورد SPHBM4، حذف نیاز به اینترپوزرهای گرانقیمت سیلیکونی و فناوریهای بستهبندی پیشرفته مانند CoWoS است. با استفاده از بسترهای آلی استاندارد و فرآیندهای بستهبندی معمولی، هزینهٔ تولید حافظههای با پهنایباند بالا بهطور قابلتوجهی کاهش مییابد. این امر میتواند به کاهش قیمت پردازندههای هوشمصنوعی و در نتیجه در دسترستر شدن آنها منجر شود.
- حذف اینترپوزرها: کاهش هزینههای بستهبندی تا ۳۰–۵۰٪
- سازگاری با بسترهای آلی: امکان استفاده از زیرساختهای موجود
- پهنایباند بالا: عملکردی مشابه HBM4 با هزینهٔ کمتر
- مقیاسپذیری: پشتیبانی از ظرفیتهای مختلف برای کاربردهای متنوع
نتیجهگیری
استاندارد SPHBM4 گامی مهم در جهت دموکراتیکسازی حافظههای پرسرعت برای هوشمصنوعی است. اگرچه این استاندارد کمبود عرضهٔ DRAM را حل نمیکند، اما با کاهش هزینههای بستهبندی میتواند راه را برای استفادهٔ گستردهتر از HBM در سرورها و سامانههای هوشمصنوعی هموار کند. با توجه به افزایش تقاضا برای محاسبات AI، این نوآوری میتواند تحولی در صنعت ایجاد کند.
