9 دقیقه
سامسونگ در حال آمادهسازی برای افزایش عملکرد حافظه است: پس از رونمایی از اولین HBM4 در نمایشگاه SEDEX 2025، این شرکت قصد دارد یک نسخهٔ بسیار سریعتر از HBM4 را در ISSCC 2026 معرفی کند. در ادامه بررسی میکنیم چه تغییراتی در پهنای باند رخ داده، مهندسی پشت این ارتقاء چگونه است و چرا این پیشرفت برای هوش مصنوعی و محاسبات با کارایی بالا اهمیت دارد.
یک جهش بزرگ در پهنای باند: از 2.4TB/s به 3.3TB/s
در نمایشگاه SEDEX ماه گذشته، سامسونگ نخستین تراشهٔ نسلششم حافظهٔ پهنباند بالا (HBM4) را با پهنای باند 2.4TB/s معرفی کرد. طبق گزارشهای صنعتی، HBM4 جدیدی که سامسونگ در کنفرانس بینالمللی مدارهای حالت جامد (ISSCC) — برنامهریزیشده برای 15 تا 19 فوریهٔ 2026 در سانفرانسیسکو — نمایش خواهد داد، اوج پهنای باند را تا حدود 3.3TB/s میبرد. این افزایش تقریباً معادل 37.5٪ نسبت به نسخهٔ قبلی است.
افزایش از 2.4TB/s به 3.3TB/s نه تنها یک عدد روی کاغذ است؛ بلکه نشاندهندهٔ تغییرات معماری و فرایند تولید است که میتوانند تأثیر مستقیم بر کارایی مدلهای بزرگ هوش مصنوعی، بارهای گرافیکی سنگین و وظایف محاسبات با کارایی بالا (HPC) داشته باشند. افزایش پهنای باند حافظه معمولاً به کاهش گلوگاههای حافظه و بهبود نرخ داده در پردازشهای همزمان منجر میشود.
این ارتقاء پهنای باند برای بازار حافظه، بهویژه محصولات حافظهٔ HBM برای شتابدهندههای هوش مصنوعی، نقش استراتژیک دارد؛ زیرا فراهم کردن پهنای باند بالاتر در قالب بستهای با همان ابعاد، امکان طراحی بردهای فشردهتر با توان عملیاتی بیشتر را برای تأمینکنندگان GPU و تولیدکنندگان سرور فراهم میسازد.
چه چیزی در زیر کاپوت تغییر کرده است؟
منابع صنعتی میگویند که افزایش عملکرد از بازطراحی ساختار «پشتهشده» و بهروزرسانی رابط نشئت میگیرد که در کنار هم، توان عملیاتی را افزایش و بازده انرژی را بهبود میبخشند. سامسونگ گزارش شده است که از واریانتهای فرایند DRAM موسوم به 1c برای پشتههای HBM4 خود استفاده کرده، در حالی که رقبایی مانند Micron و SK Hynix برای ماژولهای رقیب از 1b بهره بردهاند. به عبارت ساده: تغییرات معماری سامسونگ و انتخاب نوع DRAM هدفشان فشردهسازی بیشترین پهنای باند به ازای هر وات در همان سطح بستهبندی است.
در عمل، این بهبود میتواند شامل چندین نقطهٔ فنی باشد: بهینهسازی مسیرهای سیگنالدهی داخلی، کاهش تلفات سیگنالی ناشی از اتصالهای TSV یا اتصال از طریق برد، استفاده از مواد با خواص حرارتی و الکتریکی بهتر، و اصلاح طراحی کنترلکنندهٔ رابط PMIC و PHY برای کار در فرکانسها و ولتاژهای بالاتر با بازده انرژی بهتر.
علاوه بر این، استفاده از نسخهٔ DRAM «1c» احتمالاً نشاندهندهٔ پیشرفت در فرایند لیتوگرافی، چگالی ترانزیستور و بهبود تاخیرهاست که به سامسونگ امکان میدهد تا نرخ انتقال داده را بدون افزایش نامتناسب مصرف انرژی یا تولید حرارت افزایش دهد. این نوع تصمیمات طراحی، ترکیبی از مهندسی فرایند، بستهبندی چیپلت و کنترل کیفیت تولید را میطلبد تا در نهایت محصولی با عملکرد بالا و بازده قابلقبول تولید شود.
مشخصات کلیدی بهصورت خلاصه
- پهنای باند HBM4 قبلی: 2.4TB/s
- پهنای باند HBM4 جدید: تا 3.3TB/s
- درصد بهبود: ~37.5٪
- تغییرات طراحی: ساختار پشتهشدهٔ بازطراحیشده و رابط بهروزرسانیشده
- نوع DRAM: سامسونگ از DRAM نسخهٔ 1c در مقابل 1b رقبا استفاده میکند
چرا این موضوع برای هوش مصنوعی و سرورها اهمیت دارد
حافظهٔ پهنباند بالا (HBM) یکی از گلوگاههای حیاتی در شتابدهندههای هوش مصنوعی و GPUهای دیتاسنتر است. افزایش پهنای باند باعث کاهش توقفهای حافظه (memory stalls)، افزایش سرعت در آموزش و استنتاج مدلها و احتمالاً کاهش مصرف توان به ازای هر عملیات میشود. هرچه پهنای باند بیشتر و تاخیر کمتر باشد، پردازندهٔ شتابدهنده میتواند نسبت به دادهها سریعتر عمل کند و از ظرفیت محاسباتی خود بهتر استفاده نماید.
پس از برخی مشکلات مرتبط با گرما در محصولات HBM در گذشته، به نظر میرسد سامسونگ با رفع اشکالات طراحی و بهبود بازده تولید تلاش کرده رقابتپذیری خود را بازیابد — و این شرکت انتظار دارد HBM4 به عنوان یک رانندهٔ کلیدی درآمدی با بازگشت تقاضای حافظه، نقش برجستهای ایفا کند. بهبودهای حرارتی، کاهش مقاومت تماسها، و مدیریت بهتر توان در سطح پکیج همگی از عناصری هستند که میتوانند بهرهوری عملیاتی را افزایش دهند.
در یک نشست خبری اخیر ISSCC کره، همکار ارشد SK Hynix، کیم دونگ-گیون، اشاره کرد که تکامل DRAM توسط دو نیاز همزمان پهنای باند و کارایی توان هدایت میشود. حرکت سامسونگ به سمت نمایش HBM4 با عملکرد بالاتر در ISSCC 2026 این روند را تأیید میکند و زمینهٔ رقابت تازهای در حافظهٔ نسل بعدی برای سرورهای هوش مصنوعی فراهم میآورد.
برای مهندسان سختافزار، معماران سیستم و ارائهدهندگان ابر، افزایش پهنای باند در HBM4 معنی واقعیتری دارد: امکان طراحی مدلهای بزرگتر با حداقل تغییر در زیرساخت فیزیکی، کاهش هزینهٔ انرژی در مراکز داده (با توجه به بهبود پهنای باند به ازای هر وات)، و ایجاد سرورهایی با تراکم محاسباتی بالاتر که برای بارهای کاری هوش مصنوعی حساس به حافظه مناسبتر هستند.
همچنین باید توجه داشت که افزایش پهنای باند غالباً نیازمند طراحیهای دقیقتر در لایهٔ نرمافزار و درایورهاست تا بتوان از پهنای باند اضافی بهطور مؤثر استفاده کرد؛ مثلاً الگوریتمها و چارچوبهای یادگیری ماشین باید بتوانند جریان داده را تا سطحی که حافظه جدید فراهم میآورد هدایت کنند تا مزیت واقعی در تسریع آموزش یا استنتاج حاصل شود.
در نهایت، رقابت بین سازندگان حافظه مانند سامسونگ، Micron و SK Hynix احتمالاً باعث خواهد شد تا فناوریهای جانبی مرتبط مثل اینترپوزرهای با چگالی بالاتر، لینکهای قدرت با کارایی بیشتر و راهکارهای خنککنندگی بهصورت همزمان پیشرفت کنند. همهٔ اینها برای توسعهٔ اکوسیستم حافظهٔ HBM و زیرساختهای دیتاسنتر حیاتی هستند.
انتظار میرود که در ارائهٔ رسمی سامسونگ در ISSCC ماه فوریه، جزئیات فنی عمیقتری مانند مشخصات دقیق ولتاژ و فرکانس، معماری لایهبندی (stack architecture)، استفاده از TSV یا دیگر تکنیکهای اتصال عمودی، و معیارهای عملکرد واقعی (benchmarks) منتشر شود — مواردی که برای طراحان برد و ارائهدهندگان سرویسهای ابری اهمیت زیادی دارد.
در مجموع، ارتقاء HBM4 به پهنای باند 3.3TB/s نقطهٔ عطفی در مسیر افزایش توان عملیاتی حافظه برای برنامههای هوش مصنوعی و محاسبات با کارایی بالا است و میتواند موجب بازتعریف طراحیهای فعلی سرور و شتابدهنده شود.
جوانب فنی بیشتر و نکات عملیاتی
جزئیات فنی که معمولاً هنگام ارزیابی نسخههای جدید HBM اهمیت دارند شامل موارد زیر است: تاخیر خواندن/نوشتن، توان مصرفی پیک، پایداری حرارتی در بازهٔ عملکردی، امکان ادغام با اینترپوزرهای silicon interposer یا organic interposer، پشتیبانی از خطایابی و اصلاح خطا (ECC) و توانایی تولید در حجم بالا با نرخ بازده (yield) مناسب. سامسونگ باید در همهٔ این حوزهها نشان دهد که بهبود پهنای باند با هزینههای جانبی غیرقابلقبول همراه نیست.
یکی از معیارهای کلیدی برای اپراتورهای دیتاسنتر، نرخ پهنای باند به ازای هر وات است. حتی اگر یک ماژول جدید پهنای باند بالاتری داشته باشد، اگر مصرف انرژی نسبت به عملکرد افزایش زیادی داشته باشد، کارایی کلی سیستم ممکن است بهبود نیابد. به همین دلیل انتخاب DRAM با فرایند 1c که سامسونگ گزارش شده از آن استفاده میکند، میتواند به هدف افزایش پهنای باند به ازای هر وات کمک کند.
از منظر تولید و عرضه، زمانبندی معرفی در ISSCC و سپس مقیاسبندی تولید برای عرضهٔ بازار سرورها و شتابدهندهها اهمیت دارد. گزارشها نشان میدهد سامسونگ علاوه بر بهبود طراحی، روی افزایش بازده تولید کار کرده تا بتواند تقاضای رو به رشد حافظهٔ HBM را پاسخ دهد. بازده بالاتر تولید معمولاً باعث کاهش هزینهٔ واحد میشود که در نهایت برای مشتریان دیتاسنتر و ابر مفید خواهد بود.
سرانجام، رقابت فنی بین تامینکنندگان حافظه میتواند به نفع خریداران تمام شود: فشار رقابتی جهت رساندن محصول به بازار با مشخصات بالاتر و قیمت رقابتیتر معمولاً موجب نوآوری سریعتر و کاهش هزینهها میشود.
برای مخاطبانی که به دنبال اطلاعات عملی و فنی بیشتر هستند، انتظار میرود اسناد فنی (whitepapers)، دیتاشیتها و جلسات فنی در ISSCC منتشر شوند که به سوالاتی مانند «معماری پشته چگونه تغییر کرده؟»، «آیا ولتاژ کاری بالا رفته یا بهینهسازیهای دیگری صورت گرفته؟» و «چگونه این HBM4 جدید در نمونههای واقعی عملکرد خواهد داشت؟» پاسخ دهند.
در نتیجه، عرضهٔ HBM4 با پهنای باند تا 3.3TB/s میتواند فصل جدیدی در حافظهٔ پر پهنای باند ایجاد کند که برای مهندسان سیستم، طراحان سختافزار و ارائهدهندگان سرویسهای ابری اهمیت بسزایی دارد.
پوشش دقیقتر رویداد ISSCC 2026 و تحلیل اجرای واقعی HBM4 در سرورهای مرجع و نِتورکهای هوش مصنوعی، اطلاعات تکمیلی و دادههای بنچمارک را به جامعهٔ فنی خواهد داد و به تصمیمگیری در مورد پیادهسازیهای تجاری کمک خواهد کرد.
منبع: sammobile
ارسال نظر