Mikä on suuren kaistanleveyden tallennus ja miksi Yhdysvallat estää Kiinan?

Mikä on suuren kaistanleveyden tallennus ja miksi Yhdysvallat estää Kiinan?

Yhdysvaltain hallitus on asettanut uusia vientirajoituksia tekoälysovelluksissa käytettävien huipputeknisten muistisirujen myyntiin Kiinaan. Nämä säännöt koskevat sekä Yhdysvalloissa valmistettuja korkean kaistanleveyden muistitekniikoita (HBM) että ulkomaisia ​​siruja. Tässä on kaikki mitä sinun tulee tietää näistä huippuluokan puolijohteista, joiden kysyntä on noussut räjähdysmäisesti tekoälyyn liittyvän maailmanlaajuisen hypetyksen myötä.

Mikä on High Bandwidth Storage (HBM)?

High-bandwidth-muisti (HBM) koostuu periaatteessa pinosta muistisiruja, pieniä komponentteja, jotka tallentavat tietoja. HBM voi tallentaa huomattavasti enemmän tietoa ja siirtää dataa paljon nopeammin kuin vanhempi tekniikka nimeltä DRAM (Dynamic Random Access Memory).

HBM-siruja käytetään laajalti näytönohjaimissa, korkean suorituskyvyn tietokonejärjestelmissä, datakeskuksissa ja autonomisissa ajoneuvoissa. Mikä tärkeintä, ne ovat välttämättömiä yhä suositummille tekoälysovelluksille, mukaan lukien generatiivinen tekoäly. Niitä käyttävät tekoälyprosessorit, kuten Nvidian ja Advanced Micro Devicesin (AMD) valmistamat grafiikkaprosessoriyksiköt (GPU).

"Prosessori ja muisti ovat kaksi olennaista komponenttia tekoälylle. Ilman muistia se on kuin aivot, joissa on logiikka, mutta ei muistia", sanoi G. Dan Hutcheson, siruihin erikoistuneen tutkimusorganisaation TechInsightsin varapuheenjohtaja.

Miten rajoitukset vaikuttavat Kiinaan?

Nuorin Vientirajoitukset, julkistettiin 2. joulukuuta, noudattavat kahta aiempaa Bidenin hallinnon edistyneisiin siruihin liittyviä säädöskierroksia kolmen viime vuoden aikana. Tavoitteena on estää Kiinan pääsy kriittiseen teknologiaan, joka voisi antaa sille sotilaallisen edun.

Kostona Peking on asettanut uusia rajoituksia germaniumin, galliumin ja muiden puolijohteiden ja muiden korkean teknologian laitteiden valmistukseen tarvittavien materiaalien viennille. Asiantuntijat ovat yhtä mieltä siitä, että uudet vientirajoitukset hidastavat Kiinan tekoälysirujen kehitystä ja parhaimmillaan estävät pääsyn HBM:ään. Vaikka Kiinan kyky tuottaa HBM:ää on tällä hetkellä jäljessä eteläkorealaisten SK Hynixin ja Samsungin sekä Amerikan Micronin kyvystä, maa kehittää omaa kapasiteettiaan tällä alueella.

"Yhdysvaltain vientirajoitukset rajoittaisivat Kiinan pääsyä korkealaatuiseen HBM:ään lyhyellä aikavälillä", sanoi Jeffery Chiu, teknologiaan erikoistuneen asiantuntijaverkkokonsulttiyrityksen Ansforcen toimitusjohtaja. "Pitkällä aikavälillä Kiina pystyy kuitenkin jatkossakin valmistamaan HBM:ää itsenäisesti, vaikka se toimisikin vähemmän kehittyneillä teknologioilla." Kiinassa Yangtze Memory Technologies ja Changxin Memory Technologies ovat johtavia muistisirujen valmistajia ja näyttävät laajentavan HBM-linjan tuotantokapasiteettia saavuttaakseen strategisen tavoitteensa teknologisesta omavaraisuudesta.

Miksi HBM on niin tärkeä?

HBM-sirut ovat niin tehokkaita verrattuna perinteisiin muistisiruihin ensisijaisesti suuremman tallennustilan ja huomattavasti nopeamman tiedonsiirron vuoksi. Koska tekoälysovellukset vaativat monia monimutkaisia ​​laskelmia, nämä ominaisuudet varmistavat, että nämä sovellukset toimivat sujuvasti, ilman viiveitä tai häiriöitä.

Suurempi tallennustila tarkoittaa, että enemmän dataa voidaan tallentaa, siirtää ja käsitellä, mikä parantaa tekoälysovellusten suorituskykyä, koska suuret kielimallit (LLM) pystyvät toimimaan useammilla parametreilla. Ajattele suurempaa tiedonsiirtonopeutta tai suurempaa kaistanleveyttä sirukielellä, kuten moottoritiellä: mitä enemmän kaistaa moottoritiellä on, sitä vähemmän todennäköistä on ruuhkautuminen ja sitä enemmän ajoneuvoja siihen mahtuu.

"Se on kuin ero kaksikaistaisen ja satakaistaisen moottoritien välillä. Sinulla ei vain ole ruuhkaa", Hutcheson sanoi.

Ketkä ovat johtavat valmistajat?

Tällä hetkellä vain kolme yritystä hallitsee maailmanlaajuisia HBM-markkinoita. Vuonna 2022 Hynixin osuus HBM:n kokonaismarkkinaosuudesta oli 50 %, jota seurasivat Samsungin 40 % ja Micronin 10 % yhden mukaan. Tutkimusmuistio, julkaisi Taipeissa toimiva markkinatutkimustoimisto TrendForce. Molemmilla eteläkorealaisilla yrityksillä odotetaan olevan samanlaiset osuudet HBM-markkinoilla vuosina 2023 ja 2024, mikä antaisi niille yhteensä noin 95 prosenttia.

Micron pyrkii kasvattamaan HBM-markkinaosuuttaan 20–25 prosenttiin vuoteen 2025 mennessä, Taiwanin virallinen uutistoimisto raportoi Micronin johtajaan Praveen Vaidyanathaan viitaten. HBM:n korkea arvo on saanut kaikki valmistajat keskittämään merkittävän osan tuotantokapasiteetistaan ​​kehittyneempään muistisiruun. TrendForcen tutkimusjohtajan Avril Wun mukaan HBM:n odotetaan olevan yli 20 % hyödykkeiden muistisirujen kokonaismarkkinoista arvoltaan vuodesta 2024 alkaen ja saattaa nousta yli 30 % ensi vuonna.

Miten HBM tuotetaan?

Kuvittele useita tavallisia muistisiruja pinottuina päällekkäin kerroksittain, kuten hampurilainen. Tältä HBM:n rakenne näyttää pohjimmiltaan. Ensi silmäyksellä tämä kuulostaa melko yksinkertaiselta, mutta se on kaikkea muuta kuin helppo toteuttaa, mikä näkyy myös hinnassa. HBM:n yksikköhinta on useita kertoja korkeampi kuin perinteisten muistisirujen.

Tämä johtuu siitä, että HBM-sirun korkeus on suunnilleen sama kuin kuusi ihmisen hiusta. Tämä tarkoittaa, että jokaisen päällekkäin pinottujen standardimuistisirujen kerroksen on oltava erittäin ohut, mikä edellyttää korkeatasoista valmistusasiantuntemusta, joka tunnetaan nimellä edistynyt pakkaus.

"Jokainen näistä muistisiruista on hiottava puolen hiuksen paksuiseksi ennen kuin ne pinotaan päällekkäin, mikä on erittäin vaikeaa", Chiu sanoi. Lisäksi näihin muistisiruihin porataan reikiä ennen kuin ne asennetaan päällekkäin, jotta sähköjohdot pääsevät läpi. Näiden reikien sijainnin ja koon on oltava erittäin tarkka.

"Sinulla on paljon enemmän vikakohtia, kun yrität tehdä näitä laitteita. Se on melkein kuin korttimajan rakentaminen", Hutcheson huomautti.