Mis on suure ribalaiusega salvestusruum ja miks USA blokeerib Hiinat?

Mis on suure ribalaiusega salvestusruum ja miks USA blokeerib Hiinat?

USA valitsus kehtestas uued ekspordikontrollid tehisintellekti (AI) rakendustes kasutatavate kõrgtehnoloogiliste mälukiipide müügile Hiinasse. Need reeglid mõjutavad nii USA-s toodetud suure ribalaiusega mälu (HBM) tehnoloogiaid kui ka välismaal toodetud kiipe. Siin on kõik, mida pead teadma nende tipptasemel pooljuhtide kohta, mille nõudlus on koos tehisintellekti ümber leviva ülemaailmse hüppega hüppeliselt kasvanud.

Mis on suure ribalaiusega salvestusruum (HBM)?

Kõrge ribalaiusega mälu (HBM) koosneb põhiliselt virnast mälukiipidest, väikestest komponentidest, mis salvestavad andmeid. HBM suudab salvestada oluliselt rohkem teavet ja edastada andmeid palju kiiremini kui vanem tehnoloogia nimega DRAM (Dynamic Random Access Memory).

HBM-kiipe kasutatakse laialdaselt graafikakaartides, suure jõudlusega arvutisüsteemides, andmekeskustes ja autonoomsetes sõidukites. Kõige tähtsam on see, et need on hädavajalikud üha populaarsemaks muutuvate tehisintellekti rakenduste, sealhulgas generatiivse AI jaoks. Neid toiteallikaks on AI protsessorid, näiteks graafikaprotsessorid (GPU-d), mida toodavad sellised ettevõtted nagu Nvidia ja Advanced Micro Devices (AMD).

"Protsessor ja mälu on tehisintellekti jaoks kaks olulist komponenti. Ilma mäluta on see nagu loogikaga aju, kuid mäluta," ütles G. Dan Hutcheson, kiipidele spetsialiseerunud uurimisorganisatsiooni TechInsights asepresident.

Kuidas piirangud Hiinat mõjutavad?

Kõige noorem Ekspordipiirangud 2. detsembril välja kuulutatud, järgivad Bideni administratsiooni viimase kolme aasta kahte eelmist vooru, mis on seotud täiustatud kiipidega. Eesmärk on blokeerida Hiina juurdepääs kriitilisele tehnoloogiale, mis võiks anda talle sõjalise eelise.

Kättemaksuks on Peking kehtestanud uued piirangud germaaniumi, galliumi ja muude pooljuhtide ja muude kõrgtehnoloogiliste seadmete valmistamiseks vajalike materjalide ekspordile. Eksperdid nõustuvad, et uued ekspordipiirangud aeglustavad Hiina tehisintellekti kiipide arengut ja parimal juhul peatavad juurdepääsu HBM-ile. Kuigi Hiina suutlikkus toota HBM-i jääb praegu maha Lõuna-Korea SK Hynixi ja Samsungi ning Ameerika Microni omast, arendab riik selles valdkonnas oma võimekust.

"USA ekspordipiirangud piiraksid lühiajaliselt Hiina juurdepääsu kvaliteetsele HBM-ile," ütles tehnoloogiale spetsialiseerunud ekspertide võrgunõustamisettevõtte Ansforce tegevjuht Jeffery Chiu. "Pikemas perspektiivis suudab Hiina siiski HBM-i iseseisvalt toota, isegi kui see töötab vähem arenenud tehnoloogiatega." Hiinas on Yangtze Memory Technologies ja Changxin Memory Technologies juhtivad mälukiipide tootjad ning näib, et nad suurendavad HBM-liinide tootmisvõimsust, et saavutada oma strateegiline eesmärk – tehnoloogiline isevarustatus.

Miks on HBM nii oluline?

HBM-kiibid on tavaliste mälukiipidega võrreldes nii võimsad eelkõige suurema salvestusruumi ja oluliselt kiirema andmeedastuse tõttu. Kuna AI-rakendused nõuavad palju keerulisi arvutusi, tagavad need funktsioonid, et need rakendused töötavad sujuvalt, ilma viivituste ja tõrgeteta.

Suurem salvestusruum tähendab, et rohkem andmeid saab salvestada, edastada ja töödelda, parandades tehisintellekti rakenduste jõudlust, kuna suured keelemudelid (LLM) suudavad töötada rohkemate parameetritega. Mõelge suuremale andmeedastuskiirusele või suuremale ribalaiusele kiipkeeles nagu kiirteel: mida rohkem on kiirteel sõiduradasid, seda väiksem on ummikute tõenäosus ja seda rohkem sõidukeid see mahutab.

"See on nagu vahe kaherajalise ja sajarealise kiirtee vahel. Teil lihtsalt ei teki ummikuid," ütles Hutcheson.

Kes on juhtivad tootjad?

Praegu domineerib ülemaailmsel HBM-turul vaid kolm ettevõtet. 2022. aastal moodustas Hynix 50% HBM-i kogu turuosast, järgnesid Samsung 40% ja Micron 10%. Uurimismärkus, mille avaldas Taipeis asuv turu-uuringute agentuur TrendForce. Mõlemal Lõuna-Korea ettevõttel on eeldatavasti 2023. ja 2024. aastal HBM-i turul sarnased aktsiad, mis annaks neile kokku umbes 95%.

Microni eesmärk on suurendada oma HBM-i turuosa 2025. aastaks 20–25%-ni, teatab Taiwani ametlik uudisteagentuur, viidates Microni juhile Praveen Vaidyanathale. HBM-i kõrge väärtus on pannud kõik tootjad keskenduma olulise osa oma tootmisvõimsusest täiustatud mälukiibile. TrendForce'i vanemuuringute asepresidendi Avril Wu sõnul moodustab HBM alates 2024. aastast eeldatavasti enam kui 20% kogu kaubamälukiipide turust ja võib järgmisel aastal tõusta üle 30%.

Kuidas HBM-i toodetakse?

Kujutage ette mitut standardset mälukiipi, mis on sarnaselt hamburgeriga kihtidena üksteise peale virnastatud. Põhimõtteliselt näeb selline HBM-i struktuur välja. Esmapilgul kõlab see üsna lihtsalt, kuid seda on kõike muud kui lihtne rakendada, mis kajastub ka hinnas. HBM-i ühiku müügihind on mitu korda kõrgem kui tavalistel mälukiipidel.

Seda seetõttu, et HBM-kiibi kõrgus on ligikaudu sama kui kuuel inimese juuksekarval. See tähendab, et iga teineteise peale virnastatud standardsete mälukiipide kiht peab olema äärmiselt õhuke, mis nõuab kõrgetasemelist tootmisteadmist, mida nimetatakse täiustatud pakendamiseks.

"Kõik need mälukiibid tuleb enne üksteise peale virnastamist poole juuksekarva paksuseks lihvida, mis on väga raske," ütles Chiu. Lisaks puuritakse nendesse mälukiipidesse augud, enne kui need üksteise peale paigaldatakse, et elektrijuhtmed läbi saaksid. Nende aukude asukoht ja suurus peavad olema äärmiselt täpsed.

"Teil on palju rohkem tõrkepunkte, kui proovite neid seadmeid teha. See on peaaegu nagu kaardimaja ehitamine," märkis Hutcheson.