三星电子记忆体产品规划部门副总裁Jangseok Choi(崔璋石)于SEMICON Taiwan记忆体高峰论坛进行主题演讲,并提出「CUBE」策略,并推动3D架构发展,打造下一代3D记忆体与储存解决方案,包含zHBM及zNAND-O,解决AI资料中心及装置端AI(on-device AI)不同环境下的瓶颈,大幅提升效能。
「CUBE」策略主要聚焦Capacity(容量)、Utilization(利用率)、Bandwidth(频宽)、Efficiency(效率)四大关键面向。Jangseok Choi指出,Capacity是透过垂直扩展,在不增加印刷电路板面积的情况下提升容量;Utilization是指3D不是单纯的堆叠,而是架构的优化,透过最佳化逻辑芯片与记忆体的配置,降低延迟;Bandwidth则指缩短芯片之间的距离,以垂直的高速通道取代水平传输,大幅提升频宽;Efficiency则聚焦在功耗与散热技术,将单一位元数据传输所需的能耗降到最低,最大化每瓦效能( Performance per Watt)。
Jangseok Choi表示,三星已出货业界首款12层HBM4E样品,当每个GPU配置4个HBM4E堆叠时,系统可提供高达16 TB/s的频宽。比起HBM4,HBM4E每瓦效能提升20%,热阻降低10%;至于下一代HBM5,三星则已着手开发。相较于HBM4E,HBM5目标是效能提高2倍,每瓦效能提升20%,热阻降低 20%。
目前传统HBM采2.5D架构,将记忆体与处理器并排放置,为了缩短两者之间资料传输的距离,三星以全新架构开发出zHBM,将记忆体直接堆叠在处理器之上,透过大幅缩短资料传输的距离,实现效能与能源效率的跃进。这种从2.5D到垂直3D整合的转变,重塑了记忆体与运算芯片的互动方式。与HBM4E相比,zHBM目标是将效能最高提升8倍、每瓦效能提升3倍,热阻降低75%~90%。
至于三星最新一代V10技术,专为满足AI时代高容量、高效能和低功耗的需求而生,采用全新的键合(Bonding)技术,位元密度( bit density )比前一代大幅提高58%,I/O速度提升33%,功耗下降25-26%。
Jangseok Choi指出,三星进一步提出3D储存解决方案zNAND-O,结合V10 BV-NAND以及直通硅晶穿孔(TSV)技术。zNAND-O采用3D封装技术,透过TSV垂直堆叠多个V-NAND芯片。zNAND-O与神经网路处理器(NPU)透过UCIe标准介面,整合在单一封装之中,可满足严苛的AI工作负载所需要的扩展性与频宽。三星宣布,计画2028年开始推出zNAND-O样品。
除了上述产品外,三星在技术上则采用晶圆对晶圆键合(Wafer-on-Wafer Bonding),突破间距的限制,以及透过混合铜键合( Hybrid Copper Bonding,HCB),降低热阻。
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