AMD показала 17-кратный выигрыш 3D-памяти по энергоэффективности
AMD сравнила энергоэффективность перспективной 3D DRAM с традиционным HBM. В обычном HBM несколько кристаллов DRAM соединяются вертикально через сквозные кремниевые соединения (TSV), а сам стек размещается рядом с процессором или ИИ-ускорителем. В 3D DRAM память также располагается вертикально, но непосредственно над вычислительным кристаллом и соединяется с ним технологией hybrid bonding.
Однако высокая температура при производстве и работе такой памяти ухудшает характеристики DRAM и мешает технологии выйти на рынок
Именно способ соединения даёт значительную часть потенциального выигрыша. В HBM контактные выводы создают физический зазор между слоями кремния, который заполняется полимерным материалом. Это увеличивает сопротивление соединений и ограничивает плотность контактов. Hybrid bonding использует практически плоские поверхности кремния и прямое соединение медных контактов, что позволяет разместить соединения гораздо плотнее и сократить потери энергии.
Источник изображения: Daniel Romero (x.com/HyperTechInvest)
Главная проблема — тепло. При производстве гибридного соединения требуется термообработка, а повышенная температура ухудшает способность ячеек DRAM удерживать заряд и увеличивает необходимость обновления данных. Кроме того, для надёжного соединения поверхностей требуется практически атомарная плоскостность: частица размером всего несколько нанометров может нарушить контакт медных соединений. При эксплуатации ситуация ещё сложнее — мощный ИИ-ускоритель непосредственно под памятью создаёт серьёзную тепловую нагрузку.
AMD уже имеет практический опыт вертикальной упаковки на базе технологии 3D V-Cache, но переносить тот же подход на DRAM значительно сложнее. Поэтому 17-кратная энергоэффективность остаётся потенциалом перспективной архитектуры, а не характеристикой готового продукта. Если отрасли удастся решить проблему температуры и обеспечить необходимую чистоту производства, то 3D DRAM сможет стать альтернативным направлением развития памяти для ИИ-ускорителей.