Kas yra didelio pralaidumo saugykla ir kodėl JAV blokuoja Kiniją?

Kas yra didelio pralaidumo saugykla ir kodėl JAV blokuoja Kiniją?

JAV vyriausybė įvedė naują eksporto kontrolę aukštųjų technologijų atminties lustų, naudojamų dirbtinio intelekto (AI) programose, pardavimui į Kiniją. Šios taisyklės turi įtakos tiek JAV pagamintoms didelės spartos atminties (HBM) technologijoms, tiek užsienyje pagamintiems lustams. Štai viskas, ką reikia žinoti apie šiuos pažangiausius puslaidininkius, kurių paklausa smarkiai išaugo kartu su pasauliniu ažiotažu apie AI.

Kas yra didelio pralaidumo saugykla (HBM)?

Didelės dažnių juostos atmintis (HBM) iš esmės susideda iš krūvos atminties lustų, mažų komponentų, kuriuose saugomi duomenys. HBM gali saugoti žymiai daugiau informacijos ir perduoti duomenis daug greičiau nei senesnė technologija, vadinama DRAM (Dynamic Random Access Memory).

HBM lustai plačiai naudojami vaizdo plokštėse, didelio našumo kompiuterinėse sistemose, duomenų centruose ir autonominėse transporto priemonėse. Svarbiausia, kad jie būtini vis populiaresnėms AI programoms, įskaitant generuojamąjį AI. Juos maitina AI procesoriai, pvz., grafikos apdorojimo blokai (GPU), kuriuos gamina tokios įmonės kaip „Nvidia“ ir „Advanced Micro Devices“ (AMD).

"Procesorius ir atmintis yra du esminiai dirbtinio intelekto komponentai. Be atminties tai tarsi smegenys su logika, bet be atminties", - sakė G. Danas Hutchesonas, lustų srityje besispecializuojančios tyrimų organizacijos "TechInsights" viceprezidentas.

Kaip apribojimai paveikia Kiniją?

Jauniausias Eksporto apribojimai, paskelbta gruodžio 2 d., po dviejų ankstesnių Bideno administracijos teisės aktų, susijusių su pažangiais lustais, per pastaruosius trejus metus. Tikslas yra blokuoti Kinijos prieigą prie svarbiausių technologijų, kurios galėtų suteikti jai karinio pranašumo.

Atkeršydamas Pekinas įvedė naujus germanio, galio ir kitų medžiagų, reikalingų puslaidininkiams ir kitiems aukštųjų technologijų įrenginiams gaminti, eksporto apribojimus. Ekspertai sutinka, kad nauji eksporto apribojimai sulėtins Kinijos dirbtinio intelekto lustų kūrimą ir geriausiu atveju sustabdys prieigą prie HBM. Nors Kinijos galimybės gaminti HBM šiuo metu atsilieka nuo Pietų Korėjos SK Hynix ir Samsung bei Amerikos Micron, šalis plėtoja savo pajėgumus šioje srityje.

„JAV eksporto apribojimai apribotų Kinijos prieigą prie aukštos kokybės HBM trumpuoju laikotarpiu“, – sakė Jeffery Chiu, „Ansforce“, ekspertų tinklo konsultacijų įmonės, besispecializuojančios technologijų srityje, generalinis direktorius. „Tačiau ilgainiui Kinija ir toliau galės savarankiškai gaminti HBM, net jei ji dirbs su mažiau pažangiomis technologijomis. Kinijoje Yangtze Memory Technologies ir Changxin Memory Technologies yra pirmaujantys atminties lustų gamintojai ir, atrodo, plečia HBM linijos gamybos pajėgumus, kad pasiektų savo strateginį technologinio savarankiškumo tikslą.

Kodėl HBM toks svarbus?

HBM lustai yra tokie galingi, palyginti su įprastomis atminties lustais, visų pirma dėl jų didesnės atminties vietos ir žymiai greitesnio duomenų perdavimo. Kadangi dirbtinio intelekto programoms reikia atlikti daug sudėtingų skaičiavimų, šios funkcijos užtikrina, kad šios programos veiktų sklandžiai, be vėlavimų ar trikdžių.

Didesnė saugyklos vieta reiškia, kad galima saugoti, perkelti ir apdoroti daugiau duomenų, o tai pagerina AI programų našumą, nes didelės kalbos modeliai (LLM) gali dirbti su daugiau parametrų. Pagalvokite apie didesnį duomenų perdavimo greitį arba didesnį pralaidumą lustų kalba, pavyzdžiui, greitkelyje: kuo daugiau greitkelio juostų, tuo mažesnė spūsčių tikimybė ir tuo daugiau transporto priemonių jame telpa.

"Tai tarsi skirtumas tarp dviejų juostų greitkelio ir šimto juostų greitkelio. Tiesiog neturite spūsčių", - sakė Hutchesonas.

Kas yra pirmaujantys gamintojai?

Šiuo metu pasaulinėje HBM rinkoje dominuoja tik trys bendrovės. 2022 m. „Hynix“ užėmė 50 % visos HBM rinkos dalies, po to „Samsung“ – 40 %, o „Micron“ – 10 %. Tyrimo pastaba, išleido Taipėjuje įsikūrusi rinkos tyrimų agentūra „TrendForce“. Tikimasi, kad abi Pietų Korėjos bendrovės 2023 ir 2024 metais turės panašias HBM rinkos akcijas, o tai iš viso sudarytų apie 95 proc.

„Micron“ siekia iki 2025 m. padidinti savo HBM rinkos dalį iki 20–25 proc., praneša Taivano oficiali naujienų agentūra, remdamasi „Micron“ vadovu Praveenu Vaidyanatha. Didelė HBM vertė paskatino visus gamintojus sutelkti didelę savo gamybos pajėgumų dalį į pažangesnę atminties lustą. Anot Avril Wu, „TrendForce“ vyresniojo tyrimų viceprezidento, tikimasi, kad HBM sudarys daugiau nei 20 % visos prekių atminties lustų rinkos, pradedant nuo 2024 m., o kitais metais gali padidėti daugiau nei 30 %.

Kaip gaminamas HBM?

Įsivaizduokite keletą standartinių atminties lustų, sukrautų viena ant kitos sluoksniais, panašiai kaip mėsainis. Iš esmės taip atrodo HBM struktūra. Iš pirmo žvilgsnio tai skamba gana paprastai, tačiau tai nėra lengva įgyvendinti, o tai atsispindi ir kainoje. HBM vieneto pardavimo kaina yra kelis kartus didesnė nei įprastų atminties lustų.

Taip yra todėl, kad HBM lusto aukštis yra maždaug toks pat kaip šešių žmogaus plaukų. Tai reiškia, kad kiekvienas standartinių atminties lustų sluoksnis, sukrautas vienas ant kito, turi būti itin plonas, todėl reikia aukšto lygio gamybos patirties, žinomos kaip pažangi pakuotė.

„Kiekvieną iš šių atminties lustų reikia sumalti iki pusės plauko storio prieš sukraunant juos vieną ant kito, o tai yra labai sunku“, – sakė Chiu. Be to, šiose atminties lustuose išgręžiamos skylės prieš jas sumontuojant vieną ant kitos, kad galėtų praeiti elektros laidai. Šių skylių padėtis ir dydis turi būti itin tikslūs.

"Kai bandote sukurti šiuos įrenginius, turite daug daugiau gedimo taškų. Tai beveik kaip kortų namelio kūrimas", - pažymėjo Hutchesonas.