Aktualności

Wraz z niedawnym szybkim rozwojem i powszechną ekspansją sztucznej inteligencji (AI), uczenia maszynowego, wysokowydajnych obliczeń, grafiki i aplikacji sieciowych, zapotrzebowanie na pamięć rośnie szybciej niż kiedykolwiek.Jednak tradycyjna pamięć główna DRAM nie wystarcza już do spełnienia takich wymagań systemowych.Z drugiej strony aplikacje serwerowe w centrum danych zapewniają większe wymagania dotyczące pojemności pamięci.Tradycyjnie, pojemność podsystemu pamięci została zwiększona poprzez zwiększenie liczby kanałów pamięci na gniazdo i użycie podwójnych modułów pamięci DRAM o większej gęstości (DIMM).Jednak nawet w przypadku najbardziej zaawansowanych 16Gb DDR4 DRAM wymagania dotyczące pojemności pamięci systemowej mogą stać się niewystarczające dla niektórych aplikacji (takich jak bazy danych pamięci).Dzięki krzemowi (TSV) w pamięci stała się skuteczną podstawową technologią zwiększania pojemności i przepustowości.Jest to technologia, która przebija otwory na całej grubości płytki silikonowej.Celem jest utworzenie tysięcy pionowych połączeń od przodu do tyłu chipa i odwrotnie.Na początku TSV był uważany tylko za technologię pakowania, ale zamiast wiązania drutu.Jednak z biegiem lat stał się niezbędnym narzędziem do zwiększania wydajności i gęstości pamięci DRAM.Obecnie branża DRAM ma dwa główne przypadki użycia, a TSV zostały z powodzeniem wyprodukowane, aby przezwyciężyć ograniczenia związane z rozszerzaniem pojemności i przepustowości.Są to 3D-TSV DRAM i High Bandwidth Memory (HBM).

Oprócz tradycyjnych podwójnych układów scalonych (DDP) z układaniem w stosy matrycowe, pamięci o dużej gęstości, takie jak moduły DIMM 128 i 256 GB (2rank DIMM oparte na 16 Gb z 2High i 4High X4 DRAM) również przyjmują 3D-TSV DRAM.W 3D-TSV DRAM matryce 2 lub 4 DRAM są ułożone jedna na drugiej, a tylko dolna kostka jest zewnętrznie podłączona do kontrolera pamięci.Pozostałe matryce są połączone ze sobą wieloma TSV, które zapewniają wewnętrzną izolację obciążenia wejścia / wyjścia (I / O).W porównaniu ze strukturą DDP, ta struktura osiąga wyższą prędkość pinów dzięki oddzieleniu obciążenia I / O i zmniejsza zużycie energii, eliminując niepotrzebne powielanie elementów obwodu na układach scalonych.

Z drugiej strony, HBM został stworzony, aby wypełnić lukę w przepustowości między wysokimi wymaganiami dotyczącymi przepustowości SoC a maksymalną przepustowością pamięci głównej.Na przykład w aplikacjach AI wymagania dotyczące przepustowości każdego SoC (szczególnie w aplikacjach szkoleniowych) mogą przekraczać kilka TB / s, czego nie może spełnić konwencjonalna pamięć główna.Pojedynczy kanał pamięci głównej z pamięcią DDR4 DIMM 3200 Mb / s zapewnia przepustowość tylko 25,6 GB / s.Nawet najbardziej zaawansowana platforma procesora z 8 kanałami pamięci może zapewnić prędkość tylko 204,8 GB / s.Z drugiej strony 4 stosy HBM2 wokół pojedynczego SoC mogą zapewnić przepustowość> 1 TB / s, co może nadrobić lukę w przepustowości.W zależności od różnych zastosowań HBM może być używany jako pamięć podręczna samodzielnie lub jako pierwsza warstwa dwóch warstw pamięci.HBM to rodzaj pamięci w pakiecie, która jest zintegrowana z SoC poprzez silikonowy interposer w tym samym pakiecie.Pozwala to przezwyciężyć ograniczenia maksymalnej liczby pinów pakietu we / wy danych, co jest ograniczeniem tradycyjnych pakietów poza chipem.HBM2, który został wdrożony w rzeczywistych produktach, składa się z 4 lub 8 matryc 8 Gb z wysokim stosem i 1024 pinów danych, a każdy pin działa z prędkością 1,6 ~ 2,4 Gb / s.Gęstość każdego stosu HBM wynosi 4 lub 8 GB, a przepustowość 204 ~ 307 GB / s.

Firma SK Hynix zobowiązała się do utrzymania wiodącej pozycji w branży w produktach HBM i 3D-TSV DRAM o wysokiej gęstości.Niedawno firma SK hynix ogłosiła udany rozwój urządzenia HBM2E, które jest rozszerzoną wersją HBM2 o gęstości do 16 GB i przepustowości 460 GB / s na stos.Jest to możliwe dzięki zwiększeniu gęstości matrycy DRAM do 16 Gb i osiągnięciu prędkości 3,6 Gb / s na pin na 1024 we / wy danych przy napięciu zasilania 1,2 V.SK Hynix rozszerza również swoją ofertę modułów DIMM 3D-TSV o pojemności 128–256 GB, aby zaspokoić potrzeby swoich klientów w zakresie modułów DIMM o większej gęstości.Technologia TSV osiągnęła obecnie pewien poziom dojrzałości i może tworzyć najnowsze produkty z tysiącami TSV, takich jak HBM2E.Jednak w przyszłości, przy zachowaniu wysokiej wydajności montażu, zmniejszenie współczynnika podziałki / średnicy / kształtu TSV i grubości matrycy stanie się trudniejsze i będzie miało krytyczne znaczenie dla dalszej przyszłej wydajności urządzenia i skalowania pojemności.Takie ulepszenia pozwolą na zmniejszenie obciążenia TSV, zmniejszenie części TSV o względnym rozmiarze matrycy i zwiększenie liczby stosów powyżej 12 wysokości, przy jednoczesnym zachowaniu tej samej całkowitej fizycznej wysokości stosu.Dzięki ciągłym innowacjom w zakresie produktów i technologii TSV, SK hynix będzie nadal koncentrować się na pozycjonowaniu się w czołówce liderów w dziedzinie technologii pamięci masowej. Grupa HOREXS będzie również kontynuować ulepszanie technologii, aby sprostać zapotrzebowaniu SK Hynix. hrxpcb.cn.