Какво е съхранение с висока честотна лента и защо САЩ блокират Китай?

Какво е съхранение с висока честотна лента и защо САЩ блокират Китай?

Правителството на САЩ наложи нов контрол върху износа върху продажбата на високотехнологични чипове с памет, използвани в приложения с изкуствен интелект (AI) в Китай. Тези правила засягат както произведените в САЩ технологии за памет с висока честотна лента (HBM), така и чипове, произведени в чужбина. Ето всичко, което трябва да знаете за тези авангардни полупроводници, чието търсене рязко нарасна заедно с глобалния шум около AI.

Какво е High Bandwidth Storage (HBM)?

Паметта с висока честотна лента (HBM) основно се състои от стек от чипове памет, малки компоненти, които съхраняват данни. HBM може да съхранява значително повече информация и да прехвърля данни много по-бързо от по-старата технология, наречена DRAM (Dynamic Random Access Memory).

HBM чиповете се използват широко в графични карти, високопроизводителни компютърни системи, центрове за данни и автономни превозни средства. Най-важното е, че те са от съществено значение за все по-популярните AI приложения, включително генеративния AI. Те се захранват от AI процесори, като например графични процесори (GPU), произведени от компании като Nvidia и Advanced Micro Devices (AMD).

„Процесорът и паметта са два основни компонента за AI. Без памет е като да имате мозък с логика, но без памет“, каза Г. Дан Хътчесън, вицепрезидент на TechInsights, изследователска организация, специализирана в чипове.

Как се отразяват ограниченията на Китай?

Най-младият Ограничения за износ, обявени на 2 декември, следват два предишни кръга от актове, свързани с усъвършенствани чипове, от администрацията на Байдън през последните три години. Целта е да се блокира достъпът на Китай до критична технология, която може да му даде военно предимство.

В отговор Пекин наложи нови ограничения върху износа на германий, галий и други материали, необходими за производството на полупроводници и други високотехнологични устройства. Експертите са съгласни, че новите ограничения за износ ще забавят развитието на AI чипове в Китай и в най-добрия случай ще спрат достъпа до HBM. Докато способността на Китай да произвежда HBM в момента изостава от тази на южнокорейските SK Hynix и Samsung, както и от американския Micron, страната развива свои собствени възможности в тази област.

„Ограниченията за износ на САЩ биха ограничили достъпа на Китай до висококачествен HBM в краткосрочен план“, каза Джефри Чиу, главен изпълнителен директор на Ansforce, консултантска експертна мрежа, специализирана в технологиите. „В дългосрочен план обаче Китай ще продължи да може да произвежда HBM независимо, дори ако работи с по-малко напреднали технологии.“ В Китай Yangtze Memory Technologies и Changxin Memory Technologies са водещите производители на чипове с памет и изглежда разширяват производствения капацитет на линията HBM, за да постигнат стратегическата си цел за технологична самодостатъчност.

Защо HBM е толкова важен?

Чиповете HBM са толкова мощни в сравнение с конвенционалните чипове с памет главно поради по-голямото си пространство за съхранение и значително по-бързия трансфер на данни. Тъй като AI приложенията изискват много сложни изчисления, тези функции гарантират, че тези приложения работят гладко, без забавяне или проблеми.

По-голямото пространство за съхранение означава, че повече данни могат да се съхраняват, прехвърлят и обработват, подобрявайки производителността на AI приложенията, тъй като големите езикови модели (LLM) могат да работят с повече параметри. Помислете за по-високата скорост на трансфер на данни или по-високата честотна лента на езика на чипа, като магистрала: колкото повече ленти има една магистрала, толкова по-малка е вероятността от задръствания и толкова повече превозни средства може да побере.

„Това е като разликата между магистрала с две ленти и магистрала със сто ленти. Просто нямате задръствания“, каза Хътчесън.

Кои са водещите производители?

В момента само три компании доминират световния пазар на HBM. През 2022 г. Hynix представляваше 50% от общия пазарен дял за HBM, следван от Samsung с 40% и Micron с 10%, според един Изследователска бележка, публикувано от базираната в Тайпе агенция за пазарни проучвания TrendForce. Очаква се и двете южнокорейски компании да държат подобни дялове на пазара на HBM през 2023 г. и 2024 г., което ще им даде общо около 95%.

Micron има за цел да увеличи своя пазарен дял на HBM до между 20% и 25% до 2025 г., съобщава официалната информационна агенция на Тайван, цитирайки Praveen Vaidyanatha, изпълнителен директор на Micron. Високата стойност на HBM накара всички производители да съсредоточат значителна част от производствения си капацитет върху по-модерния чип памет. Според Аврил Ву, старши вицепрезидент по изследванията в TrendForce, HBM се очаква да представлява повече от 20% от общия пазар на чипове с памет по стойност, започвайки през 2024 г. и може да се повиши над 30% през следващата година.

Как се произвежда HBM?

Представете си няколко стандартни чипа памет, подредени един върху друг на слоеве, подобно на хамбургер. Това е основно как изглежда структурата на HBM. На пръв поглед това звучи доста просто, но е всичко друго, но не и лесно за изпълнение, което се отразява и на цената. Продажната цена на единица HBM е няколко пъти по-висока от тази на конвенционалните чипове памет.

Това е така, защото височината на един HBM чип е приблизително същата като шест човешки косъма. Това означава, че всеки слой от стандартни чипове памет, подредени един върху друг, трябва да бъде изключително тънък, което изисква високо ниво на производствен опит, известен като усъвършенствано опаковане.

„Всеки от тези чипове с памет трябва да бъде шлифован до дебелина на половин косъм, преди да ги подредите един върху друг, което е много трудно“, каза Чиу. Освен това в тези чипове с памет се пробиват дупки, преди да се монтират един върху друг, така че да могат да преминават електрически проводници. Позицията и размерът на тези отвори трябва да бъдат изключително прецизни.

„Имате много повече точки на провал, когато се опитвате да направите тези устройства. Това е почти като да построите къща от карти“, отбеляза Хътчесън.