Репортаж от Wedoany，Intel представила патентованную архитектуру под названием XBM (Extended Bandwidth Memory). Эта технология не является простым усовершенствованием существующей высокопроизводительной памяти (HBM), а представляет собой архитектурную инновацию, основанную на логике компоновки транзисторов, и ориентирована на рынок после 2030 года.
В традиционной HBM ячейки памяти DRAM (1T1C, то есть один транзистор и один конденсатор) должны быть вытравлены в переднем слое кремниевой подложки (FEOL) на дне чипа. В XBM же транзисторы и конденсаторы переносятся в задний слой металлических межсоединений (BEOL) чипа, а для построения ячеек памяти используется технология тонкоплёночных транзисторов.
Такая конструкция повышает коэффициент использования площади чипа, позволяя разместить больше каналов сквозных кремниевых переходов (TSV) на единицу площади, что обеспечивает достижение целевой пропускной способности, сопоставимой с HBM4, при относительно низких частотах. Что касается интерфейса, XBM отказывается от сверхширокого параллельного интерфейса и кремниевого интерпозера (Interposer), используемых в HBM, и вместо этого применяет последовательные каналы UCIe (Universal Chiplet Interconnect Express) для межчипового соединения, обеспечивая «нативную» интеграцию чипов. Такая конструкция упрощает процесс сборки, позволяя использовать недорогие методы упаковки, такие как MOP (Molded-on-Package), что может снизить общую стоимость производства. Ёмкость одного чипа XBM составляет от 0,5 ГБ до 5 ГБ, поддерживается многослойное stacking из 8 или 16 слоёв. Согласно раскрытой Intel информации, коммерциализация этой технологии ожидается около 2030 года, в настоящее время она находится на стадии патентования и верификации.
Помимо XBM, другие новые технологии памяти также ищут прорывы в различных направлениях. HBF (High Bandwidth Flash) применяет архитектуру 3D-стекирования к флэш-памяти NAND, обеспечивая ёмкость одного стека до 512 ГБ и выше, с пропускной способностью, близкой к уровню HBM3, при стоимости единицы объёма, составляющей от 1/5 до 1/10 от HBM. SK Hynix уже выпустила линейку продуктов «AIN Series», включающую HBF, а SanDisk планирует представить прототипы образцов во второй половине 2026 года с выходом на коммерческое массовое производство в 2027 году. Эта технология в основном ориентирована на крупномасштабные сценарии вывода AI и чтения данных, однако её задержка (микросекунды) по-прежнему на порядки отличается от HBM (наносекунды), а ресурс записи также ограничен. Память ZAM (Z-Angle Memory) использует «Z-угловые межсоединения» и монолитную конструкцию TSV, что, по заявлению, позволяет снизить энергопотребление при передаче данных на 40–50% при сохранении высокой пропускной способности и увеличить ёмкость одного чипа до 512 ГБ. Решения 3D-стекирования SRAM (например, Groq LPU) за счёт вертикального размещения SRAM поверх вычислительного чипа обеспечивают задержку на уровне наносекунд и пропускную способность свыше 100 ТБ/с, демонстрируя выдающиеся результаты в сценариях вывода в реальном времени, однако из-за проблем с площадью и стоимостью им сложно поддерживать крупные модели с сотнями миллиардов параметров. Технологии, такие как PIM (Processing-in-Memory) и CXL (Compute Express Link), обеспечивают дополнение и оптимизацию на уровне системной архитектуры.
В настоящее время рынок HBM находится в фазе дефицита предложения. С приближением поколения HBM4 ёмкость одного стека увеличивается до 48 ГБ (16 слоёв), а пропускная способность превышает уровень ТБ/с. Однако увеличение количества слоёв усложняет такие проблемы, как точность монтажа, коробление чипов и надёжность паяных соединений, что создаёт нелинейное давление на выход годных изделий. Из-за проблем с технологической зрелостью гибридного соединения такие производители, как Samsung, пересматривают сроки его внедрения; возможно, оно не будет внедрено даже в поколении HBM5, а JEDEC даже ослабила ограничения по максимальной высоте модулей, чтобы продлить использование существующих технологических решений. Рост плотности ёмкости отдельных кристаллов DRAM замедляется, проблемы с отводом тепла и энергопотреблением, связанные с многослойным стекированием, становятся всё более острыми, а расширение производственных мощностей на этапе передовой упаковки также сталкивается с ограничениями.
Отраслевые эксперты считают, что ключевые преимущества HBM в сценариях обучения AI — экстремальная пропускная способность, относительно зрелый процесс 3D-стекирования и высокая степень интеграции с ускорителями — в краткосрочной перспективе не могут быть полностью воспроизведены никакой другой технологией. Nvidia чётко заявила, что в ближайшее время не будет использовать HBF, сохраняя HBM в качестве основного решения для памяти на стороне обучения, одновременно используя комбинацию «AI SSD + CXL + программная оптимизация» для удовлетворения потребностей в расширении ёмкости. Новые технологии скорее дополняют HBM и образуют с ней иерархические отношения, нежели напрямую заменяют её. Сама HBM также развивается в сторону таких решений, как SPHBM4, пытаясь распространить свои ключевые преимущества на большее количество сценариев применения, включая CPU и сетевые чипы. Процесс коммерциализации XBM от Intel начнётся только после 2030 года, поэтому в краткосрочной перспективе он не окажет существенного влияния на рыночную структуру HBM.
Согласно данным TrendForce, доля пластин HBM в общем объёме пластин DRAM у трёх основных производителей с 2025 по 2027 год, как ожидается, вырастет с 18% до примерно 30%, а доля поставок битов HBM увеличится с 8% до примерно 13%. TrendForce прогнозирует, что три основных производителя значительно повысят цены на HBM в 2027 году. В краткосрочной перспективе позиции HBM в цепочке поставок высокопроизводительных вычислений не ослабевают, а, напротив, могут ещё больше укрепиться из-за дефицита предложения.
