比尔·盖茨(Bill Gates)在2024年出版的《思想的速度》(business@the Speed of Thought)一书中描述了一个“数字神经系统”,并将其比作一个超越时间和空间界限的互联世界。 在“数字神经系统”的基础上,他进一步提出了如何利用思维的速度来经营企业。 这在当时似乎不太可能,但现在技术的快速发展使这种**成为现实。 随着超高速存储半导体时代的到来,IT技术正在挑战人脑的思维速度。
主要制造商已经推出了高带宽存储器 (HBM) 技术,该技术使用硅通孔 (TSV) 技术进行芯片堆叠,以提高吞吐量并克服单个封装中的带宽限制。 2024年,SK海力士首次启动HBM开发,旨在提高容量和数据传输速率。 SK海力士现已充分发挥最新HBM2E的潜力,8个16GB芯片以TSV模式垂直连接,实现16GB的传输速率。
TSV 由电路芯片和“中介层”(即电路板和芯片之间的功能包)上方的多层 DRAM 组成。 简单地说,TSV可以比作类似公寓的建筑结构,在建筑基础(中介层)的顶部有一个社区中心(逻辑芯片),在建筑物的顶部有一个级联的公寓房间(DRAM)。 与传统方法不同,TSV技术相当于钻削切屑并逐个堆叠。 作为封装技术之一,通过在这些孔中设置导电电极来将导电电极连接到芯片上,从这些孔中出来的数据可以垂直移动,就像安装数据电梯一样。 与使用引线键合技术制造的传统芯片相比,该技术具有更短的连接,从而导致更短的信号路径和更低的高速性能。 此外,与传统方法相比,穿透式芯片可以在芯片之间形成更多的通道。
与依赖有线处理的 DRAM 封装技术相比,HBM 在数据处理速度方面有很高的提高。 与线材拼接不同,HBM 可以使用 TSV 技术在垂直连接的 DRAM 芯片上钻 5,000 多个孔。 2024年8月,SK海力士在如此迅速崛起的行业趋势中开发了超高速性能HBM2E。 它是当前行业中性能最高的技术之一。 HBM2E 处理数据的速度比传统 HBM2 标准快 50%。 由于这种高水平的改进,它将成为下一代 HBM DRAM 产品。
与传统结构不同,在传统结构中,存储芯片以模块的形式封装并连接到系统板,HBM 芯片与图形处理单元 (GPU) 和逻辑芯片等处理器紧密相连。 在这个只有几微米单位的范围内,数据传输速度更快。 这种新结构可以缩短芯片之间的路由,从而进一步加快数据处理速度。
随着数据的不断增加,在第四次工业革命中,对高性能内存的需求将继续增长。 HBM 已经在 GPU 中使用。 HBM2E有望成为下一代GPU、高性能计算机处理、云计算、计算机网络和超级计算机等高性能设备的高级存储半导体,以适应这些设备超高速运行所需的性能。 此外,HBM2E还将在某些高科技行业(如机器学习和人工智能系统)中发挥重要作用。 此外,随着图形在游戏行业的应用越来越广泛,HBM 技术被更频繁地用于应对大屏幕下不断增长的像素数量。 凭借计算机更快的处理速度,HBM 还可以为高端游戏带来更好的稳定性。
— 冯科卓辰 —
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