JEDEC، نهاد استانداردسازی صنعت نیمههادی، مشخصات جدید SPHBM4 (Standard Package High Bandwidth Memory) را با هدف کاهش هزینههای سرسامآور حافظههای HBM که در پردازندههای هوش مصنوعی استفاده میشوند، منتشر کرد. این استاندارد با بهرهگیری از یک رابط باریکتر ۵۱۲ بیتی و بستهبندی استاندارد، امکان استفاده از بسترهای آلی ارزانقیمت را فراهم میکند و نیاز به اینترپوزرهای گرانقیمت و فناوریهای 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: به جای رابط ۲۰۴۸ بیتی، از یک رابط ۵۱۲ بیتی با ۳۲ کانال مستقل ۱۶ بیتی استفاده میکند که در هشت کانال چهارگانه (Quad Channel) سازماندهی شدهاند. این معماری جدید، پهنای باند را با افزایش سرعت انتقال داده به ۲۲.۴ تا ۴۶.۰ گیگاترانسفر در ثانیه (GT/s) حفظ میکند.
عملکرد و معماری
برخلاف HBM4 که از رابط عریض ۲۰۴۸ بیتی استفاده میکند، SPHBM4 هر چهار کانال ۶۴ بیتی را در یک کانال چهارگانه ۱۶ بیتی گروهبندی میکند. این کار باعث کاهش تعداد پینها از ۲۵۶ به ۶۴ میشود، اما برای جبران کاهش پهنای باند، سرعت هر پین چهار برابر میشود. هسته DRAM درون انباشتهها تغییری نمیکند و با فرکانس یکچهارم رابط خارجی کار میکند. قالب پایه جدید SPHBM4 از یک PHY پرسرعت مشابه 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 گیگابیت 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، هزینه تولید حافظههای با پهنای باند بالا به طور قابل توجهی کاهش مییابد. این امر میتواند به کاهش قیمت پردازندههای هوش مصنوعی و در نتیجه دسترسیپذیرتر شدن آنها منجر شود.
- حذف اینترپوزر: کاهش هزینههای بستهبندی تا ۳۰-۵۰٪
- سازگاری با بسترهای آلی: امکان استفاده از زیرساختهای موجود
- پهنای باند بالا: عملکرد مشابه HBM4 با هزینه کمتر
- مقیاسپذیری: پشتیبانی از ظرفیتهای مختلف برای کاربردهای متنوع
نتیجهگیری
استاندارد SPHBM4 گامی مهم در جهت دموکراتیکسازی حافظههای پرسرعت برای هوش مصنوعی است. اگرچه این استاندارد کمبود عرضه DRAM را حل نمیکند، اما با کاهش هزینههای بستهبندی، میتواند راه را برای استفاده گستردهتر از HBM در سرورها و سیستمهای هوش مصنوعی هموار کند. با توجه به افزایش تقاضا برای محاسبات AI، این نوآوری میتواند تحولی در صنعت ایجاد کند.
