Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа Университета Ёнсе (Yonsei University) разработала сверхнизкопотребляющий компактный приёмник реального времени, оптимизированный для высокопроизводительной памяти (HBM), предназначенный для повышения скорости передачи данных и снижения энергопотребления.
16 июля исследовательская группа под руководством профессора Пак Кван-со (Park Kwan-seo) из Университета Ёнсе объявила о данной разработке. Приёмник — это схема, используемая для приёма входных сигналов данных и точного различения двоичных 0 и 1, способная обнаруживать и компенсировать возможные перекосы (skew) и фазовые искажения в памяти, что способствует обеспечению надёжной передачи данных. Данная технология была представлена ранее в этом году на Международной конференции по твердотельным схемам IEEE (ISSCC) 2026 года и, как ожидается, поможет обеспечить более надёжную передачу данных в интерфейсах HBM следующего поколения.
Перекос — это разница во времени прибытия сигналов между отдельными каналами данных памяти. Фаза обозначает временное соотношение между сигналом данных и опорным тактовым сигналом, используемым для его считывания, а дрейф фазы — это постепенное смещение этого временного соотношения с течением времени. Эти эффекты в основном вызваны изменениями температуры и напряжения во время работы полупроводников и могут приводить к битовым ошибкам. С увеличением количества каналов данных проблемы синхронизации становятся более выраженными. HBM использует больше каналов ввода/вывода (I/O) по сравнению с традиционной памятью для достижения более высокой пропускной способности, например, HBM4 имеет 2048 контактов I/O, в то время как стандартная память DDR5 имеет около 32 контактов на канал. Большое количество каналов I/O используется для обеспечения пропускной способности данных, необходимой для высокопроизводительных вычислений искусственного интеллекта (ИИ).
Приёмник реального времени исследовательской группы поддерживает скорость передачи данных до 14 гигабит в секунду (Гбит/с) на каждый контакт I/O HBM. Приёмник изготовлен по 28-нанометровому техпроцессу, потребляет всего 0,163 пикоджоуля (пДж) на бит обрабатываемых данных, а площадь схемы составляет всего 0,00547 квадратных миллиметра. Исследователи достигли высокой точности, объединив фазовый детектор на основе временного окна (TWPD) с технологией фоновой самокалибровки смещения напряжения. TWPD, будучи сверхлёгким датчиком синхронизации, создаёт путь тока на основе микроскопической разницы во времени между двумя опорными тактовыми сигналами и измеряет заряд входного сигнала; его простая архитектура способствует снижению энергопотребления. Технология фоновой калибровки смещения сравнивает два последовательных результата выборки, позволяя анализировать фазовую информацию и информацию о смещении отдельно и независимо. Традиционные методы с трудом различают их, поскольку оба параметра встроены в один и тот же выходной сигнал датчика.
Отслеживание фазы в реальном времени ранее было доступно для приёмников проводной связи, однако его высокое энергопотребление и большая площадь схемы ограничивали его применение в HBM. Современные приёмники HBM обычно полагаются на процесс обучения, который выравнивает синхронизацию при первом включении памяти или системы. При возникновении дрейфа фазы во время работы передача данных должна быть приостановлена, чтобы система могла переобучиться и выровнять синхронизацию, что прерывает высокоскоростную передачу данных и снижает эффективную пропускную способность. Профессор Пак отметил, что современные HBM используют сверхвысокоплотную двумерную стековую архитектуру с 2048 каналами, и из-за ограничений по пространству сложно интегрировать выделенный приёмник реального времени для каждого канала; более вероятным коммерческим решением является группировка примерно 32 каналов под одним приёмником, формируя более эффективную архитектуру. Он добавил, что для реализации такого подхода потребуются дальнейшие исследования в области чиповой архитектуры и коммерциализации.
