Čínská snaha o soběstačnost v počítačových technologiích je dobře známá a celkem často o ní píšeme. Vypadá to, že by se mohla dobrat k vlastní lokální výrobě už i v technologii, která jí dosud chyběla, ale je jednou z hlavních ingrediencí nejvýkonnějších výpočetních akcelerátorů umělé inteligence. Totiž pamětí typu HBM – tedy HBM2, HBM3 atd.
Paměti HBM jsou nejsložitější ze v současnosti používaných typů pamětí DRAM – tedy operačních a grafických pamětí. Jde o volatilní paměti používající několikavrstvá pouzdra, v nichž jsou naštosované vrstvy čipů DRAM s další logickou vrstvou, která je zpřístupňuje přes velmi široké rozhraní s 1024bitovou paměťovou sběrnicí.
Díky tomu lze s těmito pamětmi dosáhnout extrémních propustností v řádu několika terabajtů za sekundu, pokud se použije třeba 4096bitové, nebo 6144bitové rozhraní (čtyři a šest těchto pouzder). Extrémně velká datová šířka a rychlost ale vyžadují osazení hned vedle čipu GPU a propojení pomocí křemíkového interposeru nebo můstku, nelze je posadit na obyčejný substrát, jako třeba on-package LPDDR5X.
Tyto paměti byly poprvé použité na herních grafikách AMD Radeon R9 Fury X v odvozených typech s čipem Fiji, ale pro herní GPU se ukázaly být příliš drahé. V současnosti ale probíhá jejich velký boom, protože jejich vysoká propustnost je klíčová pro GPU a ASIC akcelerátory umělé inteligence. Všechna výkonnější řešení pro AI včetně akcelerátorů Nvidia tyto paměti používají. A to je asi také důvod, proč je v Číně zájem zahájit vlastní výrobu těchto pamětí, a mít tak nezávislý vlastní zdroj pro paměti pro podobný AI hardware.
Paměti HBM2E od Hynixu
Čínská HBM
Paměti HBM zřejmě bude vyrábět firma YMTC (Yangtze Memory Technology), kterou asi znáte jako výrobce čínské 3D NAND. YMTC má dceřinou firmu XMC (Wuhan Xinxin Semiconductor Manufacturing), pod jejímž štítem by zřejmě měla být paměť HBM vyráběná. XMC i samotné YMTC je součástí koncernu Tsinghua Unigroup, a ve finále je to tedy polostátní subjekt.
Je možné, že XMC má realizovat logickou vrstvu s řadičem, což je vlastní separátní čip, ale může provádět i výrobu samotných čipů DRAM. Zatím nicméně tato značka provádí výrobu pamětí NOR Flash a logických čipů. Čipy DRAM by teoreticky mohly být i od externího dodavatele (v Číně vyvinuly paměti DRAM firmy CXMT či Xi'an UniIC).
Pro výrobu pamětí HBM má být používána technologie 3D stacking, která by možná mohla využívat i zkušenosti z výroby 3D NAND, protože YMTC má speciální technologie, kdy pod čip s NAND buňkami přidává separátní čip zajišťující logickou část (tzv. technologie Xtacking). V případě HBM ale vrstvy DRAM budou separátními kusy křemíku, zatímco u NAND jsou vrstvy buněk v rámci jediného čipu.
XMC prý plánuje mít pro HBM výrobní kapacitu 3000 waferů měsíčně, nešlo by tedy o nějakou masivní výrobní linku, nicméně to je asi v souladu s tím, že tyto paměti mají přeci jen užší využití než operační paměti (DDR4, DDR5, LPDDR různých typů) masově spotřebovávané v počítačích i mobilních zařízeních. O jakou generaci HBM se přesně bude jednat, není zatím zmíněno, momentálně je relevantní paměť HBM3 a HBM3E, takže s ní možná XMC začne, nicméně určitě bude snaha pokračovat průběžně novými dalšími generacemi.
Pouzdření a výroby celého finálního produktu by se asi mohlo účastnit více firem, potenciálně je prý v Číně okolo 20 možných kandidátů, z nichž některé firmy již mají dílčí technologie, které pro pouzdření pamětí typu HBM jsou třeba. Podle zpráv z médií nicméně některé mohou spolupracovat i s dalšími výrobci pamětí, takže by dokonce těch zdrojů HBM mohla Čína mít vícero. CXMT, výrobce pamětí DRAM, údajně také pracoval na vývoji s Tongfu Microelectronics, ale není jisté, zda také jako u XMC a YMTC práce dospěly až k plánu na komerční výrobu.
Zdroj: Tom’s Hardware
