高帶寬內(nèi)存突破4Gbps！Rambus獨(dú)家內(nèi)存接口方案發(fā)力AI和HPC市場(chǎng)

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（電子發(fā)燒友報(bào)道 文/章鷹）由人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)（AI/ML）、HPC和數(shù)據(jù)中心引領(lǐng)的高帶寬存儲(chǔ)（HBM）業(yè)務(wù)正在快速增長(zhǎng)。高帶寬內(nèi)存（HBM）于2013年推出，是一種高性能3D堆棧SDRAM構(gòu)架。與前一代產(chǎn)品一樣，HBM2為每個(gè)堆棧包含最多8個(gè)內(nèi)存芯片，同時(shí)將管腳傳輸速率翻倍，達(dá)到2 Gbps。HBM2實(shí)現(xiàn)每個(gè)封裝256GB/s的內(nèi)存帶寬（DRAM堆棧），采用 HBM2規(guī)格，每個(gè)封裝支持高達(dá)8GB的容量。德勤發(fā)布的最新調(diào)研報(bào)告顯示，中國(guó)已經(jīng)成為全球人工智能發(fā)展最快的國(guó)家之一，2020年，中國(guó)AI市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到710億人民幣，2015到2020年中國(guó)AI市場(chǎng)的復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到44.5%，內(nèi)存寬帶是影響AI發(fā)展的關(guān)鍵因素。

2018年末，JEDEC宣布推出HBM2E規(guī)范，以支持增加的帶寬和容量。當(dāng)傳輸速 率上升到每管腳3.6Gbps時(shí)，HBM2E可以實(shí)現(xiàn)每堆棧461GB/s的內(nèi)存帶寬。還有，HBM2E支持12個(gè)DRAM的堆棧，內(nèi)存容量高達(dá)每堆棧24GB。

今年第一季度，美光宣布旗下第二代高帶寬存儲(chǔ)器（HBM2）即將開始出貨。出色的帶寬、容量，低功耗的延遲、 極小的尺寸空間，使HBM2E內(nèi)存成為AI訓(xùn)練硬件的最佳選擇。

“在人工智能領(lǐng)域，對(duì)帶寬需要上升到1.0Gbps需求，Rambus HBM2E的性能正式提高到4.0 Gbps每秒，4.0 Gbps是全新的行業(yè)標(biāo)桿，我們一個(gè)開發(fā)過程中的合作伙伴就是SK海力士，我們提供的HBM2E內(nèi)存達(dá)到了3.6Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，而在和他們的合作過程中我們將速率進(jìn)一步地推進(jìn)到了4.0 Gbps。” Rambus IP核產(chǎn)品營(yíng)銷高級(jí)總監(jiān)Frank Ferro分享說，“此次產(chǎn)品發(fā)布Rambus將會(huì)為人工智能以及機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用客戶提供更加完整的解決方案，解決方案適用于人工智能以及機(jī)器學(xué)習(xí)的訓(xùn)練，同時(shí)也非常適用于高性能計(jì)算系統(tǒng)。”

HBM2E的產(chǎn)品四大核心差異化的優(yōu)勢(shì)

據(jù)悉，Rambus定位是全球內(nèi)存解決方案的領(lǐng)先提供商，其聚焦三大塊業(yè)務(wù)：基礎(chǔ)架構(gòu)許可，Silicon IP授權(quán)：主要是安全I(xiàn)P和接口IP，其中接口IP有Memory、SerDes、PHY和控制器，最后是內(nèi)存接口芯片的產(chǎn)品。與其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，Rambus的獨(dú)特之處在于：首先，這家公司在內(nèi)存IP層面Rambus提供一站式的采購(gòu)和交鑰匙服務(wù)。2019年，Rambus完成了對(duì)全球知名的IP控制器公司Northwest Logic的收購(gòu)，后面又完成了對(duì)Verimatrix安全I(xiàn)P業(yè)務(wù)部門的收購(gòu)，這些收購(gòu)對(duì)客戶提供更為完整的方便的一站式解決方案，加速客戶產(chǎn)品上市時(shí)間。

其次，Rambus 大中華區(qū)總經(jīng)理 Raymond Su表示，Rambus是全球領(lǐng)先的HBM IP供應(yīng)商。在HBM IP領(lǐng)域，Rambus在全球已經(jīng)有50多個(gè)成功項(xiàng)目案例，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，Rambus在DDR5 Buffer Chip（緩沖芯片）業(yè)界進(jìn)度方面全球領(lǐng)先。在DDR5內(nèi)存接口芯片市場(chǎng)，Rambus有信心改變市場(chǎng)格局。

此次Rambus發(fā)布的HBM2解決方案有四大亮點(diǎn)：一、提供的是完全集成而且經(jīng)過驗(yàn)證的PHY以及內(nèi)存控制器IP解決方案，在物理層面實(shí)現(xiàn)完整的集成互聯(lián)。除了完整的內(nèi)存子系統(tǒng)之外，Rambus的PHY經(jīng)過了硬核化處理，同時(shí)完成了timing closed也就是時(shí)序收斂的工作。Rambus可以為客戶提供非常用戶友好的解決方案，幫助他們大幅度縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，加快產(chǎn)品的上市速度。

二、擁有著非常豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在我們已經(jīng)擁有了第三代PHY以及第二代的內(nèi)存控制器。從2017年正式投產(chǎn)HBM解決方案以來，這家公司已經(jīng)成為了業(yè)界第一的HBM IP供應(yīng)商，在全球范圍內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超過50多個(gè)成功項(xiàng)目案例，積累了大量支持和服務(wù)客戶經(jīng)驗(yàn)。

三、除了最新發(fā)布的4 Gbps，臺(tái)積電7納米工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品HBM2E之外，Rambus在12納米、14納米等不同的工藝節(jié)點(diǎn)有不同的IP產(chǎn)品在市場(chǎng)上銷售。比如Rambus和Global Foundries合作，采用12納米及14納米的制程工藝。第一款產(chǎn)品是速度2.0 Gbps每秒的HBM2，已量產(chǎn)。

此外，HBM2E產(chǎn)品現(xiàn)在與三星14納米以及11納米合作。截至到目前，基于非常豐富的產(chǎn)品線，Rambus與所有主流的晶圓廠商都有合作，也支持所有主流不同的制程和工藝節(jié)點(diǎn)。

四、Rambus提供給客戶一套工具Lab Station，讓他們將HBM2E解決方案直接插入到他們的終端系統(tǒng)當(dāng)中，來構(gòu)建一個(gè)非常獨(dú)立的內(nèi)存子系統(tǒng)。比如，Rambus和遂原科技合作，選擇了Rambus HBM2作為自己的AI訓(xùn)練芯片，除此之外，作為該接口IP的補(bǔ)充，Rambus還提供硅中介層和封裝參考設(shè)計(jì)，并支持信號(hào)和電源完整性(SI/PI)分析。

Rambus針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的三大舉措

“中國(guó)市場(chǎng)對(duì)于整個(gè)Rambus全球市場(chǎng)來說扮演著非常重要的角色，Rambus將會(huì)為中國(guó)市場(chǎng)帶來最新和最先進(jìn)的技術(shù)。我們會(huì)緊密地和中國(guó)的云廠商、OEM和ODM合作，推動(dòng)整個(gè)內(nèi)存產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)。” Rambus 大中華區(qū)總經(jīng)理 Raymond Su對(duì)記者表示。

帶寬是AI發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)因素，如何推動(dòng)內(nèi)存帶寬的發(fā)展？Raymond Su認(rèn)為，GDDR6和HBM2E是非常重要的兩個(gè)利器，Rambus有信心通過在HBM2E和GDDR6的行業(yè)領(lǐng)先的地位助力中國(guó)人工智能邁向下一個(gè)發(fā)展的浪潮。

客戶為什么會(huì)選擇Rambus的HBM？從中國(guó)市場(chǎng)可以看到，選擇做HBM芯片的客戶首先HBM的投資是比較巨大的，因?yàn)橐话銇碚f他們總是跟先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)相綁定?？蛻粼谶x擇IP的過程中，會(huì)傾向選擇一個(gè)比較成熟的IP，其次在整個(gè)對(duì)SoC的芯片設(shè)計(jì)上能獲得類似turn key的服務(wù)，這樣才更便于加速自己芯片 time to market的時(shí)間。Raymond Su還特別強(qiáng)調(diào)，Rambus在SI高速信號(hào)完整性和電源完整性方面有非常獨(dú)道的經(jīng)驗(yàn)，這些都可以帶給客戶不一樣的體驗(yàn)。

“在疫情期間，我們基于Lab Station這套系統(tǒng)性的支持服務(wù)，和客戶的技術(shù)交流正常進(jìn)行，我們可以幫助客戶提供遠(yuǎn)程的支持，同時(shí)可以幫助他們實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的設(shè)備啟動(dòng)。有一個(gè)中國(guó)客戶就是在Lab Station這套系統(tǒng)的協(xié)助和輔助之下在一周之內(nèi)完成了整個(gè)設(shè)備的支持和啟動(dòng)?！?Frank Ferro分享了溝通和合作的經(jīng)驗(yàn)。

中國(guó)市場(chǎng)對(duì)于邊緣計(jì)算、AI芯片和服務(wù)器的內(nèi)存需求都非常龐大，如何平衡新的內(nèi)存接口方案成本與客戶需求？Frank Ferro指出，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，客戶在成本以及性能之間必須要做出一個(gè)權(quán)衡和妥協(xié)。HBM成本高，但是相對(duì)而言帶來更高的性能，比如人工智能的訓(xùn)練，它對(duì)帶寬和性能的要求非常高，除此之外還有高性能計(jì)算HPC以及一些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，客戶可能都會(huì)選擇HBM，主要的優(yōu)勢(shì)是它的高帶寬和高性能；而在靠近終端用戶的，比如家居產(chǎn)品或設(shè)備，它的成本的敏感性就非常高。選擇HBM產(chǎn)品，它的成本就可能過于昂貴。在這種情況下，客戶會(huì)在全部的內(nèi)存產(chǎn)品當(dāng)中進(jìn)行一個(gè)靈活的尋找，在整個(gè)功耗訴求、性能訴求以及價(jià)格成本之間達(dá)到一個(gè)最好的平衡。這點(diǎn)是Rambus一直以來在幫助客戶做的。

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