شرکت سن‌دیسک برای عبور از محدودیت‌های HBM، فناوری HBF را برای رفع گلوگاه حافظه هوش مصنوعی معرفی کرده است.
به گزارش سرویس سخت افزار تکناک، این شرکت در پی یافتن راهکارهای نوآورانه‌تری نظیر انباشت حافظه‌های فلش NAND در درون تراشه‌ها برای رفع محدودیت‌های حافظه است.
ظهور سریع هوش مصنوعی و تقاضای متناسب برای توان محاسباتی، گلوگاه‌هایی را نمایان کرده که سازندگان حافظه‌های DRAM و NAND را به سمت رویکردهای غیرمتعارف سوق داده است. در گذشته، تولیدکنندگان تراشه با معرفی فناوری‌های جدید حافظه به کار خود پایان می‌دادند و DRAM جزء اصلی این ترکیب بود. اما افزایش هزینه‌ها، چالش‌های توسعه و بازدهی، همچنین مصرف انرژی بالاتر، توجه‌ها را به سمت راهکارهای جایگزین معطوف کرده است. فناوری HBM اگرچه با سرعتی پایدار در حال توسعه بود، اما اکنون به دلیل کمبودها به سرعت در حال تبدیل شدن به یک گلوگاه است.
حافظه‌های HBM معایب دیگری از جمله ظرفیت پایین‌تر نیز دارند. با وجود اینکه سازندگان DRAM در هر نسل به دنبال دستیابی به سرعت بالاتر و ظرفیت بیشتر هستند، تاکنون نتوانسته‌اند همگام با تقاضا پیش بروند. همچنین از آنجا که HBM در کنار تراشه اصلی قرار می‌گیرد، معایب مربوط به تأخیر در تبادل داده نیز وجود دارد. در سوی دیگر، حافظه NAND ظرفیت بیشتر و هزینه کمتری دارد، اما دورتر از تراشه اصلی قرار می‌گیرد و سرعت انتقال داده در آن پایین‌تر است. همچنین حافظه NAND تاکنون نتوانسته است به سطوح سرعت DRAM یا همان HBM دست یابد.
شرکت سن‌دیسک به منظور غلبه بر این چالش، مدتی پیش برنامه‌های خود را برای فناوری HBF یا «فلش با پهنای باند بالا» ارائه کرد. گفته می‌شود HBF از سلسله‌مراتب معماری مشابه HBM استفاده می‌کند؛ یعنی لایه‌های متعددی از حافظه فلش NAND را روی یکدیگر انباشته می‌کند. هر لایه با استفاده از اتصالات عمودی سیلیکونی متعددی به هم متصل می‌شود که تمام بسته‌های NAND را به یک پشته واحد تبدیل می‌کند. در حالی که HBM در حال حاضر ظرفیت‌های ۳۲ تا ۶۴ گیگابایت را به ازای هر پشته ارائه می‌دهد، اما فناوری HBF سن‌دیسک تا ۴ ترابایت ظرفیت را مقیاس‌پذیری خواهد کرد.
اگرچه این راهکار نگرانی‌های مربوط به ظرفیت و سرعت را برطرف می‌کند، اما تقاضاهای آینده برای هوش مصنوعی و محاسبات با عملکرد بالا به چیزی فراتر نیاز دارد. اینجا است که جدیدترین پتنت سن‌دیسک با شماره ۱۲۴۳۰۲۷۴ بی۲ وارد عمل می‌شود. این پتنت ایده انباشت سه‌بعدی یک کاشی حافظه فلش NAND را با استفاده از فناوری سی‌ام‌او‌اس آرایه پیوندی (CBA) در زیر کاشی محاسباتی اصلی بررسی می‌کند؛ کاشی که می‌تواند یک شتاب‌دهنده هوش مصنوعی یا یک واحد پردازش گرافیکی باشد. این راهکار همچنان از DRAM نوع HBM روی همان واسط استفاده می‌کند، اما کارکرد متفاوتی دارد.
این رویکرد مانند هدف قرار دادن دو نشان با یک تیر است؛ HBM وظایف مربوط به حافظه‌ای را انجام می‌دهد که نیاز به رسیدگی فوری دارد، در حالی که حافظه فلش NAND روی کاشی حافظه برای عملیات خواندن و نوشتن، همچنین برای مجموعه‌های داده بزرگ‌تر استفاده می‌شود. حافظه NAND اتصالات گسترده‌تری را بین تراشه محاسباتی و کاشی حافظه فراهم می‌کند که باعث کاهش سرعت، هزینه و مصرف انرژی می‌شود.
یک هسته پردازشی شامل یک پردازنده چند‌هسته‌ای است که به صورت مستقیم روی حافظه غیر‌فرار با پهنای باند و ظرفیت بالا یکپارچه شده است. پردازنده می‌تواند برای مثال یک واحد پردازش گرافیکی بزرگ یا یک پردازنده هوش مصنوعی باشد. حافظه غیر‌فرار ممکن است شامل یک کاشی حافظه سی‌بی‌ای باشد که دارای یک کاشی حافظه نند بزرگ واحد است که با یک کاشی مدار منطقی سی‌ام‌او‌اس جفت شده است. پردازنده یکپارچه و کاشی حافظه سی‌بی‌ای ممکن است به یک واسط متصل شوند. هسته پردازشی می‌تواند علاوه بر این شامل پشته‌هایی از نیمه‌هادی‌های حافظه با پهنای باند بالا باشد که در اطراف یک یا چند طرف پردازنده و کاشی حافظه سی‌بی‌ای به واسط متصل شده‌اند.
اکنون، اگرچه این آینده ممکن است نگاهی اجمالی به روش‌هایی باشد که گلوگاه‌های حافظه را از بین می‌برند، اما باید توجه داشت که این طرح هنوز در مرحله پتنت قرار دارد. موارد بسیاری مانند: میزان مصرف انرژی و قیمت تولید چنین تراشه‌ای که هر دو حافظه نند و دی‌رم را در یک بسته جای می‌دهد، باید پیش از عملی شدن بررسی شود.
بر اساس گزارش Wccftech، این پتنت یک مانع واقعی و بررسی‌شده در اطراف این معماری پردازنده روی نند ایجاد می‌کند، به‌ویژه در بخش مسیریابی‌های گسترده رابط که کپی‌برداری از آنها دشوار است. با وجود این، محصولی که امروزه به سمت استانداردسازی حرکت می‌کند، از رویکرد ساده‌تر «قرارگیری در کنار» پیروی می‌کند. داستان اصلی همچنان در حال شکل‌گیری است: اینکه آیا سن‌دیسک در نهایت شکاف بین آنچه را که تحت حمایت قانونی قرار داده است و آنچه را که به بازار عرضه می‌کند، پر خواهد کرد یا خیر.
