来源:市场资讯

(来源:芯闻眼)

打开网易新闻 查看精彩图片

市场消息传出,为了解决「内存墙」问题,全球内存与封装产业正评估一种全新架构,即将 GPU 与 HBM 拆开、分别封装。

根据韩媒 zdnet 报导,这个核心概念是,将原本紧邻 GPU 配置的 HBM 拉开一定距离,再透过光学(Optics)互连技术桥接两者之间的数据传输,如此便可安装比现行架构多出数倍的 HBM 容量。

报导引述一位内存厂的研究人员表示,「目前我们在扩展 HBM 带宽与容量方面面临困难,因此正与客户讨论,透过光学互连突破 GPU shoreline(芯片边界)限制,以安装更多 HBM」。所谓的 shoreline,是指芯片周围可供配置 HBM 的边界长度。

报导指出,虽然 GPU 性能每一代都大幅提升,但内存储存与供应数据的速度却未能同步跟上,形成「内存墙」。虽然 HBM 具备更宽的数据信道,但业界认为其带宽与传输速度仍不足以应付 AI 运算需求的爆炸性成长。

过去业界主要透过持续增加 HBM 堆叠层数,在有限面积内提升容量与带宽,但随着堆叠层数从 12 层、16 层进一步朝 20 层以上发展,制程难度也呈指数级上升。目前在固定高度规范越来越难满足等物理限制,使垂直堆叠技术逐渐逼近极限,甚至连 JEDEC 也已放宽 HBM 高度规范。

报导指出,目前更大问题在于,如果无法再往上增加堆叠层数,另一种方法就是在 GPU 周围横向增加更多 HBM,但这同样面临限制。在目前 2.5D 封装架构中,GPU 与 HBM 被紧密安装于同一块基板上,而可放置的 HBM 数量,则完全受限于 GPU 芯片周围有限的 shoreline 长度。

即使市场希望搭载更多 HBM,实际上也没有足够空间可供安装,导致产业陷入结构性瓶颈。对此,半导体业界近期提出全新替代方案,也就是将 GPU 与 HBM 分离,分别封装。

报导指出,这种做法颠覆了过去「芯片之间必须靠近,才能降低数据传输延迟」的设计原则。新架构不再要求两者紧邻,而是透过超高速光学讯号连接,克服距离增加带来的问题。

在新的架构下,HBM 可能改为距离 GPU 数公分外环绕排列,或是在电路板中央另行建立独立的 HBM 区域。

全球 OSAT 厂高层表示,光学互连已是明确发展方向,问题只剩时间点。未来会先由机架对机架(rack-to-rack)、服务器对服务器(server-to-server)连接导入光学技术,之后再进一步扩展至单一板卡内部的 chip-to-chip 光互连。

该高层表示,大型系统会率先采用光学技术,但目前光学研究进展非常快,因此真正导入板内 chip-to-chip 光互连的时间点,可能不会太遥远。

从技术层面来看,GPU 与 HBM 间的光学互连,与数据中心内服务器彼此之间的光通讯原理相同,差别在于原用于大型设备间通讯的光学转换技术,如今必须缩小至单一电路板与芯片等级,因此技术难度大幅提高。

打开网易新闻 查看精彩图片