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财联社-深度 12分钟前

美光研究员警告:内存墙依然存在 HBM 无法跟上计算速度的提升

财联社 8 月 24 日讯(编辑 马兰)美光 HBM 设计架构研究员 Raghu Sreeramaneni 最新警告,内存墙依然存在,且情况还在恶化。

内存墙指的是负责计算的半导体器件速度不断提升,但存储数据的内存却无法跟上其速度而导致的瓶颈。Sreeramaneni 在 23 日于斯坦福大学举办的 Hot Chips 2026 半导体会议上指出,这一瓶颈目前非但没有缩小,反而日益扩大。

他补充称,人工智能加速器的计算性能以每两年 3 倍的速度发展,但同期 HBM 的发展速度却不到每两年 2 倍。而无论计算设备的速度有多快,如果输送数据的通道狭窄,最终都会因速度过慢而停滞不前。

他强调,打破计算和存储之间界限的新设计将是突破这一瓶颈的途径之一。

技术难点

Sreeramaneni 以最新的 HBM 封装技术为例,该技术将两块 GPU 和八块 12 层 HBM4 显存集成于一体,他指出,其中约 90% 的半导体面积都用于存储,换句话说,存储面积是负责计算的 GPU 的八倍多。

这一设计给内存行业也带来了供应压力。当前的 HBM 用面积换带宽,其结果是,在制造相同存储容量时,HBM 消耗的半导体晶圆数量大约是普通 DRAM(DDR5)的三倍。这也是内存行业将持续短缺的一个重要原因。

Sreeramaneni 指出,随着技术的升级,这一差距还在扩大,因为速度越快,芯片尺寸越大,堆叠的层数越多,所需要的半导体晶圆面积也就越大。

与此同时,散热问题也日益关键。Sreeramaneni 补充称,随着数据传输速度的加快,散热如今已成为设计中首要考虑的因素。HBM 是一种多层结构的 DRAM,底层产生的热量最多,但冷却系统却在顶部,其必须穿透所有层才能到达热点集中区域。

他称,液冷和芯片超薄技术正在提供解决方案,但业内已经开始先计算散热,再据此调整芯片结构。他还总结指出,HBM 是最难的产品,它需要将所有设计、工艺和封装技术整合到一个不超过一枚邮票大小的芯片中。

这与 SK 海力士美国公司副总裁 Lee Jae-sik 在同场会议中指出的技术现状几乎一致。Lee 同样强调,HBM 需要内存厂商、GPU 设计商、代工厂和封装厂商携手才能进一步优化。

而 Sreeramaneni 的警告可能进一步凸显内存行业供不应求问题的核心矛盾。想要满足人工智能芯片的巨大需求,HBM 需要转向颠覆性的工艺和封装技术,这可能就是该行业当前竞争的决胜点。

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