Kaj je visokopasovno shranjevanje in zakaj ZDA blokirajo Kitajsko?

Kaj je visokopasovno shranjevanje in zakaj ZDA blokirajo Kitajsko?

Ameriška vlada je uvedla nov izvozni nadzor nad prodajo visokotehnoloških pomnilniških čipov, ki se uporabljajo v aplikacijah umetne inteligence (AI), na Kitajsko. Ta pravila vplivajo tako na tehnologije visokopasovnega pomnilnika (HBM), ki jih proizvajajo ZDA, kot na tuje izdelane čipe. Tukaj je vse, kar morate vedeti o teh vrhunskih polprevodnikih, katerih povpraševanje je skokovito naraslo skupaj z globalnim navdušenjem nad AI.

Kaj je High Bandwidth Storage (HBM)?

Pomnilnik visoke pasovne širine (HBM) je v bistvu sestavljen iz niza pomnilniških čipov, majhnih komponent, ki shranjujejo podatke. HBM lahko shrani bistveno več informacij in prenaša podatke veliko hitreje kot starejša tehnologija, imenovana DRAM (Dynamic Random Access Memory).

Čipi HBM se pogosto uporabljajo v grafičnih karticah, visoko zmogljivih računalniških sistemih, podatkovnih centrih in avtonomnih vozilih. Najpomembneje je, da so bistvenega pomena za vse bolj priljubljene aplikacije AI, vključno z generativno AI. Te poganjajo procesorji AI, kot so grafične procesne enote (GPU), ki jih proizvajajo podjetja, kot sta Nvidia in Advanced Micro Devices (AMD).

"Procesor in pomnilnik sta dve bistveni komponenti umetne inteligence. Brez pomnilnika je tako, kot da bi imeli možgane z logiko, a brez pomnilnika," je dejal G. Dan Hutcheson, podpredsednik raziskovalne organizacije TechInsights, specializirane za čipe.

Kako omejitve vplivajo na Kitajsko?

Najmlajši Izvozne omejitve, objavljeno 2. decembra, sledi dvema prejšnjima krogoma predpisov, povezanih z naprednimi čipi, ki jih je Bidnova administracija v zadnjih treh letih. Cilj je preprečiti Kitajski dostop do kritične tehnologije, ki bi ji lahko dala vojaško prednost.

V povračilni namen je Peking uvedel nove omejitve za izvoz germanija, galija in drugih materialov, potrebnih za izdelavo polprevodnikov in drugih visokotehnoloških naprav. Strokovnjaki se strinjajo, da bodo nove izvozne omejitve upočasnile kitajski razvoj čipov AI in v najboljšem primeru ustavile dostop do HBM. Medtem ko sposobnost Kitajske za proizvodnjo HBM trenutno zaostaja za južnokorejskima SK Hynixom in Samsungom ter ameriškim Micronom, država razvija lastne zmogljivosti na tem področju.

"Ameriške izvozne omejitve bi kratkoročno omejile dostop Kitajske do visokokakovostnega HBM," je dejal Jeffery Chiu, izvršni direktor Ansforce, strokovne mrežne svetovalne družbe, specializirane za tehnologijo. "Dolgoročno pa bo Kitajska še naprej lahko neodvisno proizvajala HBM, tudi če bo delovala z manj naprednimi tehnologijami." Na Kitajskem sta Yangtze Memory Technologies in Changxin Memory Technologies vodilna proizvajalca pomnilniških čipov in zdi se, da širita proizvodno zmogljivost linije HBM, da bi dosegli svoj strateški cilj tehnološke samozadostnosti.

Zakaj je HBM tako pomemben?

Čipi HBM so v primerjavi z običajnimi pomnilniškimi čipi tako zmogljivi predvsem zaradi večjega prostora za shranjevanje in bistveno hitrejšega prenosa podatkov. Ker aplikacije AI zahtevajo številne zapletene izračune, te funkcije zagotavljajo, da te aplikacije delujejo gladko, brez zamud ali napak.

Večji prostor za shranjevanje pomeni, da je mogoče shraniti, prenesti in obdelati več podatkov, kar izboljša učinkovitost aplikacij AI, saj lahko veliki jezikovni modeli (LLM) delujejo z več parametri. Pomislite na večjo hitrost prenosa podatkov ali večjo pasovno širino v jeziku čipov, kot je avtocesta: več pasov ima avtocesta, manjša je verjetnost zastojev in več vozil lahko sprejme.

"To je kot razlika med dvopasovno avtocesto in stopasovno avtocesto. Enostavno nimate zastojev," je dejal Hutcheson.

Kdo so vodilni proizvajalci?

Trenutno samo tri podjetja prevladujejo na svetovnem trgu HBM. Leta 2022 je Hynix predstavljal 50 % celotnega tržnega deleža za HBM, sledita mu Samsung s 40 % in Micron z 10 % po enem Raziskovalna opomba, ki ga je objavila agencija za tržne raziskave TrendForce s sedežem v Tajpeju. Pričakuje se, da bosta obe južnokorejski podjetji imeli podobne deleže na trgu HBM v letih 2023 in 2024, kar bi jim skupno prineslo okoli 95 %.

Micron želi povečati svoj tržni delež HBM na med 20 % in 25 % do leta 2025, poroča tajvanska uradna tiskovna agencija, ki navaja Praveena Vaidyanatha, izvršnega direktorja Microna. Visoka vrednost HBM je privedla do tega, da so vsi proizvajalci osredotočili pomemben del svoje proizvodne zmogljivosti na naprednejši pomnilniški čip. Po besedah ​​Avril Wu, višje podpredsednice za raziskave pri TrendForce, naj bi HBM od leta 2024 predstavljal več kot 20 % celotnega trga osnovnih pomnilniških čipov po vrednosti in se lahko naslednje leto povzpne nad 30 %.

Kako se proizvaja HBM?

Predstavljajte si več standardnih pomnilniških čipov, zloženih drug na drugega v plasteh, podobno kot hamburger. Tako je v bistvu videti struktura HBM. Na prvi pogled se to sliši dokaj preprosto, a je vse prej kot enostavno izvedljivo, kar se odraža tudi v ceni. Prodajna cena na enoto HBM je nekajkrat višja od cene običajnih pomnilniških čipov.

To je zato, ker je višina čipa HBM približno enaka višini šestih človeških las. To pomeni, da mora biti vsaka plast standardnih pomnilniških čipov, ki so zloženi drug na drugega, izjemno tanka, kar zahteva visoko stopnjo proizvodnega znanja, znanega kot napredno pakiranje.

"Vsako od teh pomnilniških čipov je treba zbrusiti na polovico debeline las, preden jih zložimo enega na drugega, kar je zelo težko," je dejal Chiu. Poleg tega se v te pomnilniške čipe izvrtajo luknje, preden se namestijo enega na drugega, tako da lahko skoznje potekajo električne žice. Položaj in velikost teh lukenj morata biti zelo natančna.

"Ko poskušate izdelati te naprave, imate veliko več točk napake. To je skoraj kot gradnja hiše iz kart," je opozoril Hutcheson.