3D X-DRAM от NEO Semiconductor успешно прошла проверку концепции для ИИ-процессоров

Компания NEO Semiconductor объявила 23 апреля об успешном прохождении проверки концепции (proof-of-concept, POC) своей технологии 3D X-DRAM. Технология демонстрирует возможность производства DRAM нового класса высокой плотности с использованием существующей инфраструктуры для 3D NAND. Одновременно компания объявила о стратегических инвестициях, возглавляемых Стэном Ши, основателем и бывшим председателем совета директоров Acer, а также членом совета директоров TSMC на протяжении более двух десятилетий.

В основе анонса — 3D X-DRAM, новый класс памяти, который призван преодолеть традиционные ограничения масштабирования DRAM за счет вертикально-уложенной архитектуры, обеспечивающей большую плотность, меньшее энергопотребление и лучшую пригодность для рабочих нагрузок ИИ.

Архитектура 3D X-DRAM во многом опирается на производственные методы 3D NAND. По заявлению компании, чипы POC были изготовлены с использованием зрелых процессов 3D NAND, включая существующее оборудование и материалы. Это критически важно, поскольку одним из главных ограничений в разработке передовой памяти является не инновационный дизайн, а стоимость производства и совместимость процессов.

Чипы, созданные и протестированные в Тайваньском национальном институте прикладных исследований — Институте полупроводниковых исследований (NIAR-TSRI) совместно с Национальным университетом Ян Мин Цзяо Тун, показали следующие результаты:

• Задержка чтения/записи: менее 10 нс
• Сохранение данных: более 1 секунды при 85 °C (заявлено 15-кратное улучшение по сравнению со стандартом JEDEC)
• Помехи на битовой линии: более 1 секунды при 85 °C
• Помехи на словной линии: более 1 секунды при 85 °C
• Выносливость: более 10¹⁴ циклов

«Эти результаты подтверждают новый путь масштабирования для DRAM. Мы считаем, что эта технология может обеспечить значительно более высокую плотность, более низкую стоимость и лучшую энергоэффективность для эры ИИ. Используя устоявшиеся производственные процессы 3D NAND и экосистему, мы стремимся как можно скорее воплотить 3D DRAM в реальность. NEO активно взаимодействует с ведущими мировыми производителями памяти и полупроводников по потенциальным возможностям совместной разработки, и мы считаем, что наша технология хорошо подходит для масштабируемой модели лицензирования и партнерства, чтобы вывести на рынок решения памяти следующего поколения для ИИ», — сказал Энди Хсу, основатель и генеральный директор NEO Semiconductor.

Отраслевые комментарии, включенные в анонс, были весьма положительными, хотя это не означает подтверждения жизнеспособности в масштабе. Чжондон Чо из TechInsights назвал результаты «значительной вехой» в переходе к 3D-архитектурам памяти, отметив, что традиционное масштабирование DRAM приближается к физическим пределам, и индустрия все активнее изучает вертикальные альтернативы.

Изображение: Shutterstock

Более широкий контекст этой разработки — растущая нагрузка на системы памяти со стороны рабочих нагрузок ИИ. Хотя производительность GPU за последнее десятилетие агрессивно масштабировалась, пропускная способность памяти — скорость, с которой данные могут подаваться в эти процессоры, — стала ограничивающим фактором в крупномасштабных системах обучения и вывода ИИ. Это уже привело к широкому внедрению HBM (высокопропускной памяти) — вертикально уложенной архитектуры DRAM, интегрированной вблизи GPU. Однако HBM предъявляет сложные требования к 3D-укладке и соединениям, а также высокие производственные затраты.

Краткое пояснение: 3D X-DRAM и HBM обе используют концепцию вертикальной укладки, но укладывают разные компоненты разными способами. HBM укладывает несколько готовых кристаллов DRAM друг на друга, затем соединяет их сквозными кремниевыми переходами (TSV) и размещает рядом с GPU/CPU на интерпозере. 3D X-DRAM, по заявлениям NEO, стремится строить ячейки памяти в монолитной вертикальной структуре, подобной 3D NAND, где слои изготавливаются как часть самого массива памяти, а не укладкой отдельных упакованных кристаллов DRAM.

3D X-DRAM — лишь одна из нескольких разрабатываемых технологий для решения проблемы памяти для ИИ. Всего за день до анонса NEO Semiconductor мы сообщали, что SAIMEMORY с архитектурой ZAM, поддерживаемая SoftBank и Intel при поддержке японского правительства, движется к аналогичной цели параллельным путем.

Устройство NEO Semiconductor успешно прошло обширные электрические и надежностные испытания, подтвердив робастность и стабильность предложенной архитектуры памяти. Важно подчеркнуть, что это проверка концепции, а не готовый к производству чип памяти. Путь от подтвержденного POC до коммерческого объема долог — и усеян останками многообещающих технологий памяти, так и не покинувших лабораторию. Однако благодаря использованию NEO Semiconductor зрелых процессов 3D NAND будущее выглядит многообещающим.

«Успешный proof-of-concept не только демонстрирует потенциал инновационных архитектур памяти, но и подтверждает возможность реализации передовых технологий памяти с использованием зрелых процессов. Это сотрудничество между NEO, NYCU IAIS и NIAR-TSRI дополнительно подчеркивает ценность партнерства между промышленностью и академическими кругами в ускорении инноваций от концепции до практической реализации», — сказал Джек Сан, старший вице-президент NYCU и декан IAIS, бывший технический директор TSMC.

Источник: Tomshardware.com