Tin tức

Với tốc độ phát triển nhanh chóng gần đây và sự mở rộng rộng rãi của trí tuệ nhân tạo (AI), máy học, máy tính hiệu suất cao, đồ họa và các ứng dụng mạng, nhu cầu về bộ nhớ đang tăng nhanh hơn bao giờ hết.Tuy nhiên, DRAM bộ nhớ chính truyền thống không còn đủ để đáp ứng các yêu cầu hệ thống như vậy.Mặt khác, các ứng dụng máy chủ trong trung tâm dữ liệu cung cấp yêu cầu dung lượng cao hơn để lưu trữ.Theo truyền thống, dung lượng của hệ thống con bộ nhớ đã được mở rộng bằng cách tăng số kênh lưu trữ trên mỗi khe và sử dụng các mô-đun bộ nhớ nội tuyến kép DRAM mật độ cao hơn (DIMM).Tuy nhiên, ngay cả với 16Gb DDR4 DRAM tiên tiến nhất, các yêu cầu về dung lượng bộ nhớ hệ thống có thể không đủ cho một số ứng dụng nhất định (chẳng hạn như cơ sở dữ liệu bộ nhớ).Thông qua silicon (TSV) trong bộ nhớ đã trở thành một công nghệ cơ bản hiệu quả để mở rộng dung lượng và mở rộng băng thông.Đây là công nghệ đục lỗ xuyên qua toàn bộ độ dày của tấm silicon.Mục đích là hình thành hàng nghìn liên kết dọc từ mặt trước ra mặt sau của chip và ngược lại.Trong những ngày đầu tiên, TSV chỉ được coi là một công nghệ đóng gói, thay vì liên kết dây.Tuy nhiên, trong những năm qua, nó đã trở thành một công cụ không thể thiếu để mở rộng hiệu suất và mật độ DRAM.Ngày nay, ngành công nghiệp DRAM có hai trường hợp sử dụng chính và TSV đã được sản xuất thành công để khắc phục các hạn chế về dung lượng và mở rộng băng thông.Đó là 3D-TSV DRAM và Bộ nhớ băng thông cao (HBM).

Ngoài các gói chip kép truyền thống (DDP) với xếp chồng khuôn liên kết dây, các bộ nhớ mật độ cao như 128 và 256GB DIMM (DIMM 2rank dựa trên 16Gb với DRAM 2High và 4High X4) cũng đang áp dụng 3D-TSV DRAM.Trong 3D-TSV DRAM, 2 hoặc 4 khuôn DRAM được xếp chồng lên nhau và chỉ khuôn dưới cùng được kết nối bên ngoài với bộ điều khiển bộ nhớ.Các khuôn còn lại được kết nối với nhau bởi nhiều TSV cung cấp cách ly tải vào / ra (I / O) bên trong.So với cấu trúc DDP, cấu trúc này đạt được tốc độ pin cao hơn bằng cách tách tải I / O và giảm tiêu thụ điện năng bằng cách loại bỏ sự trùng lặp thành phần mạch không cần thiết trên các chip xếp chồng lên nhau.

Mặt khác, HBM được tạo ra để tạo khoảng cách băng thông giữa yêu cầu băng thông cao của SoC và khả năng cung cấp băng thông tối đa của bộ nhớ chính.Ví dụ, trong các ứng dụng AI, yêu cầu băng thông của mỗi SoC (đặc biệt là trong các ứng dụng đào tạo) có thể vượt quá vài TB / s mà bộ nhớ chính thông thường không thể đáp ứng được.Một kênh bộ nhớ chính duy nhất với DDR4 DIMM 3200Mbps chỉ có thể cung cấp băng thông 25,6GB / s.Ngay cả nền tảng CPU cao cấp nhất với 8 kênh bộ nhớ cũng chỉ có thể cung cấp tốc độ 204,8GB / s.Mặt khác, 4 ngăn xếp HBM2 xung quanh một SoC duy nhất có thể cung cấp băng thông> 1TB / s, có thể bù đắp cho khoảng cách băng thông của chúng.Theo các ứng dụng khác nhau, HBM có thể được sử dụng như một bộ nhớ đệm đơn lẻ hoặc làm lớp đầu tiên của hai lớp bộ nhớ.HBM là một loại bộ nhớ trong gói, được tích hợp với SoC thông qua bộ đệm silicon trong cùng một gói.Điều này cho phép nó vượt qua giới hạn số lượng pin gói I / O tối đa, đây là hạn chế của các gói off-chip truyền thống.HBM2 đã được triển khai trong các sản phẩm thực tế bao gồm 4 hoặc 8 khuôn 8Gb xếp chồng cao và 1024 chân dữ liệu, và mỗi chân chạy ở tốc độ 1,6 ~ 2,4Gbps.Mật độ của mỗi ngăn xếp HBM là 4 hoặc 8GB và băng thông là 204 ~ 307GB / s.

SK Hynix đã cam kết duy trì vị trí hàng đầu trong ngành về sản phẩm HBM và các sản phẩm DRAM 3D-TSV mật độ cao.Gần đây, SK hynix đã công bố phát triển thành công thiết bị HBM2E, đây là phiên bản mở rộng của HBM2 với mật độ lên đến 16GB và băng thông 460GB / s trên mỗi ngăn xếp.Điều này có thể thực hiện được bằng cách tăng mật độ khuôn DRAM lên 16Gb và đạt được tốc độ 3,6Gbps trên mỗi chân trên 1024 IO dữ liệu dưới điện áp nguồn 1,2V.SK Hynix cũng đang mở rộng dòng sản phẩm DIMM 3D-TSV 128 ~ 256GB để đáp ứng nhu cầu của khách hàng về DIMM mật độ cao hơn.Công nghệ TSV hiện đã đạt đến mức độ trưởng thành nhất định và có thể tạo ra các sản phẩm mới nhất với hàng nghìn TSV, chẳng hạn như HBM2E.Tuy nhiên, trong tương lai, trong khi duy trì năng suất lắp ráp cao, việc giảm kích thước / đường kính / tỷ lệ khung hình và độ dày khuôn và độ dày khuôn TSV sẽ trở nên khó khăn hơn và sẽ rất quan trọng đối với việc tiếp tục mở rộng hiệu suất và công suất thiết bị trong tương lai.Những cải tiến như vậy sẽ cho phép giảm tải TSV, giảm phần kích thước khuôn tương đối của TSV và mở rộng số lượng ngăn xếp trên 12 Chiều cao, trong khi vẫn duy trì cùng một tổng chiều cao ngăn xếp vật lý.Thông qua việc đổi mới liên tục các sản phẩm và công nghệ TSV, SK hynix sẽ tiếp tục tập trung vào việc định vị mình ở vị trí dẫn đầu về công nghệ lưu trữ. Tập đoànOREXS cũng tiếp tục cải tiến công nghệ để đáp ứng nhu cầu của SK Hynix. hrxpcb.cn.