أخبار

مع النمو السريع الأخير والتوسع الواسع في الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي والحوسبة عالية الأداء والرسومات وتطبيقات الشبكة ، فإن الطلب على الذاكرة ينمو بشكل أسرع من أي وقت مضى.ومع ذلك ، فإن الذاكرة الرئيسية التقليدية DRAM لم تعد كافية لتلبية متطلبات النظام هذه.من ناحية أخرى ، توفر تطبيقات الخادم في مركز البيانات متطلبات سعة تخزين أعلى.تقليديا ، تم توسيع سعة النظام الفرعي للذاكرة عن طريق زيادة عدد قنوات التخزين لكل فتحة واستخدام وحدات الذاكرة المضمنة المزدوجة (DIMM) ذات الكثافة العالية للذاكرة الحيوية.ومع ذلك ، حتى مع أكثر 16 جيجا بايت DDR4 DRAM تقدمًا ، قد تصبح متطلبات سعة ذاكرة النظام غير كافية لتطبيقات معينة (مثل قواعد بيانات الذاكرة).أصبح من خلال السيليكون (TSV) في الذاكرة تقنية أساسية فعالة لتوسيع السعة وتوسيع النطاق الترددي.هذه تقنية تثقب ثقوبًا عبر سماكة رقاقة السيليكون بأكملها.الهدف هو تشكيل آلاف الوصلات الرأسية من مقدمة الشريحة إلى الجزء الخلفي منها ، والعكس صحيح.في الأيام الأولى ، كان يُنظر إلى TSV على أنه تقنية تعبئة فقط ، ولكن بدلاً من ربط الأسلاك.ومع ذلك ، فقد أصبح على مر السنين أداة لا غنى عنها لتوسيع أداء وكثافة الذاكرة الحيوية.اليوم ، صناعة DRAM لديها حالتا استخدام رئيسيتان ، وقد تم إنتاج TSVs بنجاح للتغلب على قيود توسيع السعة وعرض النطاق الترددي.هم 3D-TSV DRAM وذاكرة النطاق الترددي العالي (HBM).

بالإضافة إلى حزم الرقائق المزدوجة التقليدية (DDP) مع تكديس السندات السلكية ، فإن الذكريات عالية الكثافة مثل 128 و 256 جيجا بايت DIMM (16 جيجا بايت DIMMs 2Rk مع 2High و 4High X4 DRAM) تستخدم أيضًا 3D-TSV DRAM.في 3D-TSV DRAM ، يتم تكديس 2 أو 4 قوالب DRAM فوق بعضها البعض ، ويتم توصيل القالب السفلي فقط خارجيًا بوحدة التحكم في الذاكرة.يتم ربط القوالب المتبقية من خلال العديد من TSVs التي توفر عزل حمل الإدخال / الإخراج (I / O) داخليًا.مقارنة بهيكل DDP ، يحقق هذا الهيكل سرعة أعلى من خلال فصل حمل الإدخال / الإخراج ، ويقلل من استهلاك الطاقة عن طريق التخلص من تكرار مكونات الدائرة غير الضرورية على الرقائق المكدسة.

من ناحية أخرى ، تم إنشاء HBM لتعويض فجوة عرض النطاق الترددي بين متطلبات النطاق الترددي العالي لشركة SoC والقدرة القصوى على توفير عرض النطاق الترددي للذاكرة الرئيسية.على سبيل المثال ، في تطبيقات الذكاء الاصطناعي ، قد تتجاوز متطلبات النطاق الترددي لكل SoC (خاصة في تطبيقات التدريب) عدة تيرا بايت / ثانية ، والتي لا يمكن تلبيتها بواسطة الذاكرة الرئيسية التقليدية.يمكن لقناة ذاكرة رئيسية واحدة مع DDR4 DIMM بسرعة 3200 ميجابت في الثانية توفير عرض نطاق ترددي يبلغ 25.6 جيجابايت / ثانية.حتى منصة وحدة المعالجة المركزية الأكثر تقدمًا مع قنوات ذاكرة 8 يمكنها فقط توفير سرعة 204.8 جيجابايت / ثانية.من ناحية أخرى ، يمكن أن توفر 4 مكدسات HBM2 حول SoC واحد عرض نطاق ترددي أكبر من 1 تيرابايت / ثانية ، والذي يمكن أن يعوض فجوة النطاق الترددي.وفقًا لتطبيقات مختلفة ، يمكن استخدام HBM كذاكرة تخزين مؤقت وحدها أو كطبقة أولى من طبقتين من الذاكرة.HBM هي نوع من ذاكرة الحزمة ، التي تتكامل مع SoC من خلال وسيط سيليكون في نفس الحزمة.هذا يسمح لها بالتغلب على الحد الأقصى لعدد قيود دبوس حزمة الإدخال / الإخراج للبيانات ، وهو تقييد للحزم التقليدية خارج الشريحة.يتكون HBM2 الذي تم نشره في المنتجات الفعلية من 4 أو 8 قوالب عالية المكدس 8 جيجابت و 1024 دبابيس بيانات ، ويعمل كل طرف بسرعة 1.6 ~ 2.4 جيجابت في الثانية.تبلغ كثافة كل مكدس HBM 4 أو 8 جيجابايت ، وعرض النطاق الترددي هو 204 ~ 307 جيجابايت / ثانية.

تلتزم SK Hynix بالحفاظ على مكانتها الرائدة في الصناعة في منتجات HBM ومنتجات 3D-TSV DRAM عالية الكثافة.في الآونة الأخيرة ، أعلنت SK hynix عن التطوير الناجح لجهاز HBM2E ، وهو إصدار موسع من HBM2 بكثافة تصل إلى 16 جيجابايت وعرض نطاق ترددي يبلغ 460 جيجابايت / ثانية لكل حزمة.أصبح هذا ممكنًا عن طريق زيادة كثافة قالب الذاكرة الحيوية إلى 16 جيجا بايت وتحقيق سرعة 3.6 جيجا بايت لكل طرف على 1024 بيانات IOs تحت جهد إمداد طاقة 1.2 فولت.تقوم SK Hynix أيضًا بتوسيع تشكيلة وحدات DIMM ثلاثية الأبعاد TSV ثلاثية الأبعاد سعة 128 إلى 256 جيجابايت لتلبية احتياجات عملائها من وحدات DIMM ذات الكثافة العالية.وصلت تقنية TSV الآن إلى مستوى معين من النضج ويمكنها بناء أحدث المنتجات بآلاف TSVs ، مثل HBM2E.ومع ذلك ، في المستقبل ، مع الحفاظ على عائدات التجميع العالية ، سيصبح تقليل نسبة الانحراف / القطر / العرض في TSV وسمك القالب أكثر صعوبة ، وسيكون أمرًا بالغ الأهمية لاستمرار أداء الجهاز في المستقبل وتوسيع نطاق السعة.ستسمح هذه التحسينات بتقليل حمل TSV ، وتقليل جزء الحجم النسبي للقالب من TSV ، وتوسيع عدد الأكوام فوق 12 ارتفاعًا ، مع الحفاظ على نفس الارتفاع المادي الإجمالي للمكدس.من خلال الابتكار المستمر لمنتجات وتقنيات TSV ، ستواصل SK hynix التركيز على وضع نفسها في طليعة ريادة تكنولوجيا التخزين. تواصل مجموعة HOREXS أيضًا تحسين التكنولوجيا لتلبية طلب SK Hynix ، بالنسبة لأي تصنيع ركيزة للذاكرة ، يرجى الاتصال بـ AKEN ، akenzhang @ hrxpcb.cn.