اینتل با انتشار یک پتنت جدید، از معماری حافظهای تازهای با نام XBM پرده برداشته است. بر اساس اطلاعات این پتنت، XBM با هدف ارائه پهنای باند بالاتر، چگالی بیشتر و هزینه تولید پایینتر نسبت به HBM4 طراحی شده است.
در سالهای اخیر، حافظههای HBM به استاندارد اصلی شتابدهندههای هوش مصنوعی تبدیل شدهاند، اما قیمت بالا، مصرف انرژی و محدودیت ظرفیت تولید باعث شده شرکتها به گزینههای جایگزین مانند LPDDR نیز روی بیاورند. هرچند LPDDR از نظر مصرف انرژی و ظرفیت مزایایی دارد، اما پهنای باند آن برای بسیاری از بارهای کاری هوش مصنوعی کافی نیست.
تلاش دوباره اینتل برای ورود به بازار حافظههای پیشرفته
اینتل پیشتر نیز با پروژههایی مانند Hybrid Memory Cube (HMC) و MCDRAM تلاش کرده بود جایگاه خود را در بازار حافظههای پرسرعت تثبیت کند، اما این محصولات هرگز به موفقیت تجاری قابل توجهی دست پیدا نکردند. اکنون به نظر میرسد این شرکت با معرفی XBM و همچنین فناوری ZAM (Z-Angle Memory)، برنامهای تازه برای بازگشت به بازار DRAM دارد؛ بازاری که همزمان با رشد سریع هوش مصنوعی، با کمبود عرضه و افزایش هزینهها مواجه شده است.
معماری جدید با ترانزیستورهای BEOL
طبق پتنت منتشرشده، XBM (Extreme Bandwidth Memory) از معماری متفاوتی نسبت به حافظههای DRAM مرسوم استفاده میکند. در این طراحی، هر تراشه حافظه از ساختار 1T1C (یک ترانزیستور و یک خازن) برای ساخت سلولهای حافظه بهره میبرد اما برخلاف روشهای رایج، ترانزیستورها در لایههای فلزی Back-End-of-Line (BEOL) ساخته میشوند، نه روی لایه سیلیکونی اصلی.
این رویکرد چند مزیت مهم به همراه دارد که از جمله آنها میتوان به استفاده بهتر از مساحت تراشه، امکان افزایش تراکم اتصالات عمودی TSV بین لایهها حافظه، پهنای باند بیشتر و در نهایت افزایش چگالی حافظه نام برد.
سرعت 32 گیگاترنسفر بر ثانیه با طراحی ماژولار
در این معماری، بلوکهای DRAM از طریق یک بلوک ورودی/خروجی (I/O) مبتنی بر UCIe با سرعت 32GT/s به پردازنده متصل میشوند که در آن که هر تراشه حافظه XBM ظرفیتی بین ۰.۵ تا ۵ گیگابایت خواهد داشت و ارتباطات ورودی و خروجی از طریق زیرلایه پایه (Base Die) انجام میشود.
هر زیرکانال (Sub-channel) در این معماری شامل ۱۲ بلوک داده (Datablock) است و در یک پشته ۸ لایهای تا ۹۶ بلوک داده و در نسخه ۱۶ لایهای تا ۱۹۲ داده وجود دارد. هر کانال نیز با فرکانس ۲ گیگاهرتز کار میکنند.
انعطافپذیری در طراحی بستهبندی
یکی از ویژگیهای مهم XBM، امکان استفاده از آن در انواع مختلف بستهبندی تراشه از جمله Memory-on-Package (MoP) است. این موضوع میتواند به تولید تراشههایی با ابعاد کوچکتر، ظرفیت بیشتر و پهنای باند بالاتر کمک کند.
از دیگر قابلیتهای معماری XBM میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- طراحی زیرکانالها و مسیرهای TSV برای انتقال بهینه داده
- ارتباطات پرسرعت High Bandwidth Interconnect (HBI) در هر دو سمت پشته حافظه
- پشتیبانی از تست داخلی (BIST)، افزونگی (Redundancy) و مکانیزمهای تعمیر خودکار
- امکان استفاده از لایه پایه (Base Die) یا حذف آن و توزیع مدارهای منطق کنترلی میان لایههای حافظه
هدف: عبور از محدودیتهای HBM
اینتل اعلام کرده است که XBM به گونهای طراحی شده تا ضمن حفظ ابعاد مشابه HBM4، محدودیتهای این فناوری از جمله فضای اشغالشده توسط TSVها، پیچیدگی مسیرهای ارتباطی و مصرف انرژی را کاهش دهد. همچنین استفاده از ترانزیستورهای BEOL و افزایش تعداد زیرکانالهای موازی میتواند پهنای باند کلی حافظه را به شکل محسوسی افزایش دهد.
اگرچه در متن پتنت هیچ عدد رسمی درباره پهنای باند نهایی یا ظرفیت کل حافظه ارائه نشده، برخی تحلیلها احتمال میدهند XBM بتواند در مقایسه با نسلهای فعلی HBM تا دو برابر عملکرد بهتری ارائه دهد.
در همین رابطه بخوانید:
- حافظههای HBM5 با خنککننده داخلی از راه میرسند
زمان عرضه به این زودیها نیست
اینکه پتنت مربوط به این فناوری تازه ثبت شده است، نشان میدهد XBM هنوز در مراحل ابتدایی توسعه قرار دارد و انتظار نمیرود پیش از اوایل دهه ۲۰۳۰ وارد فاز تجاری شود. اما اگر اینتل وعدههای داده شده در این پتنت را عملی کند، XBM میتواند در سالهای آینده به یکی از مهمترین رقبای HBM4 در بازار پردازندههای هوش مصنوعی و شتابدهندههای نسل بعد تبدیل شود. آن هم در بازاری که نیاز آن به حافظههای پرسرعت همچنان با سرعت زیادی در حال افزایش است.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت