برنامه سامسونگ برای جهش دو برابری سرعت حافظه‌های پیشرفته؛ HBM5 در راه است

سامسونگ از برنامه خود برای نسل بعدی حافظه‌های پرسرعت HBM خبر داده است. این شرکت می‌گوید HBM5 که در حال توسعه است، با هدف ارائه عملکردی دو برابر نسل HBM4E و بهبود ۲۰ درصدی عملکرد به ازای هر وات طراحی می‌شود. سامسونگ همچنین می‌خواهد مقاومت حرارتی این نسل را ۲۰ درصد کاهش دهد تا کنترل گرمای تولیدشده در سیستم‌های هوش مصنوعی آسان‌تر شود.

حافظه HBM در سال‌های اخیر به یکی از اجزای کلیدی شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی تبدیل شده است. افزایش توان پردازشی GPUها و شتاب‌دهنده‌های AI باعث شده جابه‌جایی داده بین پردازنده و حافظه به یکی از محدودیت‌های مهم این سیستم‌ها تبدیل شود.

HBM با قرار دادن چندین لایه حافظه روی یکدیگر و استفاده از رابط بسیار عریض، برای تأمین پهنای‌باند بالا در فاصله‌ای نزدیک به پردازنده طراحی شده است. HBM4 و HBM4E در حال حاضر در مسیر ورود به نسل جدید شتاب‌دهنده‌های AI قرار دارند و سامسونگ حالا از برنامه خود برای عبور از این نسل‌ها پرده برداشته است.

HBM5 قرار است ما را به کجا برساند؟

سامسونگ در جریان نشست Memory Executive Summit 2026، برنامه خود برای توسعه نسل بعدی حافظه‌های HBM را تشریح کرد؛ حافظه‌ای که با نام HBM5 شناخته می‌شود و قرار است برای پاسخ به نیاز روزافزون شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی به پهنای‌باند و بهره‌وری بالاتر توسعه پیدا کند.

به گفته چوی جانگ‌سئوک، معاون سامسونگ و مسئول برنامه‌ریزی محصولات بخش حافظه این شرکت، هدف HBM5 دستیابی به عملکردی دو برابر HBM4E و بهبود ۲۰ درصدی عملکرد به ازای هر وات است. این اعداد در حال حاضر باید به‌عنوان اهداف توسعه‌ای سامسونگ در نظر گرفته شوند، نه مشخصات نهایی یک محصول آماده عرضه، و ممکن است در ادامه روند توسعه تغییر کنند.

در کنار افزایش عملکرد، سامسونگ روی مدیریت مصرف انرژی و حرارت نیز تمرکز دارد. این شرکت پیش‌تر اعلام کرده بود که HBM5 از فناوری Heat Path Block یا HPB استفاده می‌کند. به گفته سامسونگ، این فناوری می‌تواند مقاومت حرارتی پشته‌های HBM5 را حدود ۲۰ درصد کاهش دهد و روند خنک‌سازی آنها را ساده‌تر کند.

از دید فنی و عملکرد این موضوع بسیار پر اهمیت است، زیرا افزایش پهنای‌باند HBM بدون توجه به مصرف انرژی و دفع حرارت، می‌تواند بخش قابل توجهی از مزیت عملکردی آن را در سیستم‌های AI از بین ببرد.

آیا HBM5 به ۴ ترابایت بر ثانیه می‌رسد؟

یکی از جذاب‌ترین اعداد مطرح‌شده درباره HBM5، حدود ۴ ترابایت بر ثانیه پهنای‌باند برای هر پشته است؛ اما این عدد مشخصات رسمی اعلام‌شده از سوی سامسونگ نیست.

در همین زمینه رسانه Tom's Hardware با تحلیل مختصر بر این فناوری (با فرض اینکه افزایش عملکرد موردنظر سامسونگ به دو برابر شدن پهنای‌باند هر پشته منجر شود)، برآورد کرده است که HBM5 می‌تواند در بازه ۲۰۲۸ تا ۲۰۲۹ به حدود ۴ ترابایت بر ثانیه برای هر پشته برسد.

در چنین شرایطی، شتاب‌دهنده‌هایی که از چندین پشته HBM5 استفاده می‌کنند می‌توانند به ارقام بسیار بالاتری دست پیدا کنند. برای نمونه، اگر پیش‌بینی TSMC درباره استفاده از ۲۰ تا ۲۴ پشته HBM5 یا HBM5E در یک پکیج محقق شود، مجموع پهنای‌باند تئوری چنین سیستمی می‌تواند به حدود ۸۰ تا ۹۶ ترابایت بر ثانیه برسد.

البته این ارقام به چند فرض درباره مشخصات نهایی HBM5 و طراحی شتاب‌دهنده‌های آینده وابسته‌اند و نباید آنها را به‌عنوان مشخصات قطعی محصولات آینده در نظر گرفت.

راز رسیدن به پهنای‌باند بالای HBM5 چیست؟

یکی از پرسش‌های مهم درباره HBM5 این است که سامسونگ چگونه می‌خواهد چنین جهش عملکردی را محقق کند.

استاندارد HBM4E نرخ انتقال رسمی حدود ۱۲ گیگاترنسفر بر ثانیه به ازای هر پین را هدف گرفته است، هرچند برخی کنترلرها و PHYهای موجود برای نرخ‌های بالاتر نیز طراحی شده‌اند. بنابراین اگر قرار باشد پهنای‌باند HBM5 واقعاً دو برابر شود، افزایش سرعت انتقال داده تنها یکی از گزینه‌ها خواهد بود.

یک راه دیگر، افزایش عرض رابط حافظه از ۲۰۴۸ بیت به ۴۰۹۶ بیت است. ترکیب افزایش عرض رابط با افزایش نرخ انتقال داده نیز گزینه دیگری محسوب می‌شود.

با این حال، سامسونگ تاکنون رابط ۴۰۹۶ بیتی را برای HBM5 تأیید نکرده است. این ایده پیش‌تر از سوی پژوهشگران و شرکت‌هایی مانند KAIST و Marvell مطرح شده و از نظر فنی می‌تواند پهنای‌باند بسیار بالایی فراهم کند، اما افزایش تعداد خطوط ورودی و خروجی، TSVها، اتصالات، درایورها و مسیرهای سیگنال، پیچیدگی ساخت پشته HBM را نیز به شکل قابل توجهی افزایش می‌دهد.

بنابراین تا زمانی که مشخصات نهایی HBM5 منتشر نشود، نمی‌توان با اطمینان گفت سامسونگ دقیقاً از چه ترکیبی برای رسیدن به هدف عملکردی خود استفاده خواهد کرد.

HBM5 با فناوری ساخت جدید هم همراه می‌شود

افزایش عملکرد تنها تغییر مورد انتظار در HBM5 نیست. گزارش‌های منتشرشده درباره نقشه راه سامسونگ نشان می‌دهند که دای پایه HBM5 قرار است به فناوری ساخت ۲ نانومتری سامسونگ منتقل شود؛ در حالی که HBM4 و HBM4E از دای پایه مبتنی بر فناوری ۴ نانومتری استفاده می‌کنند.

سامسونگ همچنین برای HBM5 پشته‌هایی با تعداد لایه‌های بالاتر را در نقشه راه خود قرار داده است. گزارش‌های صنعتی از پیکربندی‌های ۱۲، ۱۶ و حتی ۲۰ لایه صحبت می‌کنند، هرچند جزئیات دقیق پیکربندی‌ها و مشخصات نهایی محصولات هنوز اعلام نشده است.

ترکیب فناوری ساخت پیشرفته‌تر، افزایش چگالی، پهنای‌باند بالاتر و بهبود مدیریت حرارت نشان می‌دهد سامسونگ HBM5 را صرفاً یک افزایش سرعت ساده نمی‌بیند؛ بلکه این نسل باید هم‌زمان چند محدودیت اصلی حافظه‌های مورد استفاده در شتاب‌دهنده‌های AI را هدف بگیرد.

HBM5 چه زمانی از راه می‌رسد؟

HBM5 هنوز در مرحله توسعه قرار دارد و سامسونگ فعلاً اهداف عملکردی آن را اعلام کرده است. بر اساس گزارش‌های منتشرشده، تولید انبوه HBM5 برای حدود سال ۲۰۲۸ در نظر گرفته شده است.

در نتیجه، اعداد مطرح‌شده برای HBM5 را باید بخشی از نقشه راه سامسونگ دانست، نه مشخصات قطعی محصولی که همین حالا در بازار وجود دارد. اگر این اهداف محقق شوند، نسل بعدی HBM می‌تواند محدودیت پهنای‌باند حافظه را در شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی بیش از پیش عقب براند؛ اما اینکه HBM5 دقیقاً با چه سرعت انتقال، عرض رابط و ظرفیت‌هایی عرضه خواهد شد، هنوز مشخص نیست.