Samsung разрабатывает память с высокой пропускной способностью (HBM) специально для смартфонов и планшетов и планирует использовать сложную технологию упаковки, чтобы превратить эти мобильные терминалы в мощные локальные вычислительные платформы искусственного интеллекта. В настоящее время HBM в основном используется на серверах и центрах обработки данных, и Samsung надеется использовать эту высокопроизводительную форму DRAM для дальнейшего увеличения своей прибыли в условиях волны искусственного интеллекта, не упуская при этом ни одного потенциального рынка.

В отчете отмечается, что на этот раз целью Samsung является разработка технологии HBM, адаптированной к мобильным устройствам, которая может значительно увеличить вычислительную мощность и пропускную способность без значительного увеличения занимаемого пространства и нагрузки на энергопотребление, тем самым поддерживая более сложные задачи вывода ИИ на конечной стороне. Для сравнения, в существующей мобильной DRAM по-прежнему преобладает соединение медными проводами, а количество клемм ввода-вывода обычно находится в диапазоне от 128 до 256. Ограниченный размер контактов имеет очевидные узкие места в улучшении полосы пропускания, уменьшении потерь сигнала и нагрева.

Чтобы решить эту проблему, Samsung планирует внедрить в смартфонах и планшетах «медные стойки со сверхвысоким соотношением сторон» в сочетании с корпусом уровня пластины Fan-Out (FOWLP). Это упаковочное решение ранее применялось к чипам системного уровня, таким как Exynos 2600, для улучшения рассеивания тепла и повышения производительности при постоянной нагрузке. Исходя из этого, Samsung надеется перенести HBM серверного уровня на мобильный терминал в более компактной форме, чтобы обеспечить более высокую пропускную способность памяти и пропускную способность данных для локальных моделей искусственного интеллекта.

В отчете цитируются источники, сообщающие, что благодаря прогрессу в области вертикального стека медных штифтов (VCS) Samsung может укладывать многослойные кристаллы DRAM в «лестничную» структуру в ограниченном пространстве, а затем использовать медные штыри для заполнения пробелов, тем самым достигая многослойной упаковки HBM в мобильных устройствах с ограниченным объемом. По сравнению с традиционными решениями компания Samsung увеличила соотношение сторон медных опор в корпусе VCS с исходного 3–5:1 до 15–20:1, что значительно улучшает общую производительность полосы пропускания.

Однако такая конструкция с высоким соотношением сторон также создает новые проблемы: по мере увеличения соотношения сторон диаметр медных опор должен быть уменьшен. Если диаметр станет меньше 10 микрон, медные столбы могут погнуться или даже сломаться, что повлияет на надежность конструкции. С этой целью FOWLP конструктивно обеспечивает дополнительную механическую поддержку за счет удлинения медной проводки наружу для повышения устойчивости всего пакета. Это также увеличивает количество доступных терминалов ввода-вывода, тем самым еще больше увеличивая пропускную способность. По оценкам отчетов, увеличение пропускной способности может достигать примерно 30%.

Неясно, когда HBM, разработанная Samsung для мобильных устройств, будет официально коммерциализирована, но, судя по графику, ожидается, что эта технология будет первой, которая будет установлена ​​на будущей платформе Exynos 2800 или Exynos 2900. Ранее ходили слухи, что Exynos 2800 будет использовать графический процессор собственной разработки Samsung и не ограничивается линейкой продуктов для смартфонов, что еще больше увеличивает важность подсистем хранения данных с высокой пропускной способностью и высокой пропускной способностью.

Помимо Samsung, Apple также планирует использовать HBM в будущих iPhone для улучшения работы искусственного интеллекта на стороне устройства, но в настоящее время неясно, будет ли она приобретать соответствующие технологии или компоненты у Samsung. Huawei также изучает возможность внедрения HBM в смартфоны. Однако, учитывая такие факторы, как цепочка поставок и геополитика, в отрасли считают, что вероятность входа Samsung в систему поставок китайских производителей невелика.

Однако, помимо технических решений, вопрос стоимости по-прежнему является ключевым порогом, определяющим, сможет ли HBM внедрить мобильные терминалы в больших масштабах. В отчете отмечается, что в нынешних условиях высоких цен на память производители смартфонов могут более тщательно оценить экономическую целесообразность добавления HBM в свои устройства и предпочесть подождать и посмотреть, ожидая падения цен, прежде чем строить планы.

В этих обстоятельствах в ближайшие несколько лет основные средства улучшения локальных возможностей искусственного интеллекта смартфонов и планшетов могут по-прежнему быть сосредоточены на вычислительной мощности чипов и оптимизации системы хранения данных (например, более высокопроизводительный LPDDR или более быстрые интерфейсы хранения данных), а не на широкомасштабном внедрении более дорогостоящих HBM. Однако, как только спрос и предложение на рынке памяти стабилизируются, а цены стабилизируются, ожидается, что производители, представленные Samsung, будут использовать мобильный HBM для распространения высокоскоростных хранилищ от центров обработки данных до персональных терминалов, переопределяя верхний предел местного опыта искусственного интеллекта.