美光宣布開(kāi)始量產(chǎn)HBM3E高帶寬內(nèi)存 功耗比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品低30％

存儲(chǔ)三強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈了。

美光（Micron）宣布開(kāi)始量產(chǎn)HBM3E高帶寬內(nèi)存。美光稱，其HBM3E的功耗將比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品低30％。

據(jù)悉，美光的HBM3E將應(yīng)用于英偉達(dá)下一代AI芯片H200 Tensor Core GPU。之前英偉達(dá)的HBM由SK海力士獨(dú)家供應(yīng)，如今美光、三星都將加入。

HBM（High Bandwidth Memory）即高帶寬存儲(chǔ)器，屬于圖形DDR內(nèi)存的一種，通過(guò)使用先進(jìn)的封裝方法（如TSV硅通孔技術(shù)）垂直堆疊多個(gè)DRAM，與GPU通過(guò)中介層互聯(lián)封裝在一起。HBM的優(yōu)點(diǎn)在于打破了內(nèi)存帶寬及功耗瓶頸。CPU處理的任務(wù)類型更多，且更具隨機(jī)性，對(duì)速率及延遲更為敏感，HBM特性更適合搭配GPU進(jìn)行密集數(shù)據(jù)的處理運(yùn)算，英偉達(dá)新一代AI芯片，均搭載HBM內(nèi)存。

HBM產(chǎn)品問(wèn)世至今，HBM技術(shù)已經(jīng)發(fā)展至第四代，分別為HBM、HBM2、HBM2E、HBM3，第五代HBM3E目前已量產(chǎn)，HBM被認(rèn)為是人工智能時(shí)代的新一代DRAM。

HBM方案作為近存計(jì)算的典型技術(shù)，可以改善存算分離導(dǎo)致的“存儲(chǔ)墻”問(wèn)題，即存儲(chǔ)單元的帶寬問(wèn)題、存儲(chǔ)單元與計(jì)算單元數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪苄?wèn)題，并且，HBM中Die裸片的垂直堆疊也增大了容量。因此，在存算一體真正落地之前，HBM技術(shù)是契合當(dāng)前GPU對(duì)更多內(nèi)存、更高帶寬需求的最佳方案。

HBM的特點(diǎn)是大容量、高帶寬（帶寬用于衡量DRAM傳輸數(shù)據(jù)的速率，是核心技術(shù)指標(biāo)），它將多個(gè)DDR裸片堆疊在一起后和GPU封裝在一起，實(shí)現(xiàn)大容量、高位寬的DDR組合陣列。

2013年，SK海力士率先推出HBM1，HBM1每個(gè)堆棧的帶寬為128GB/s、支持4個(gè)DRAM堆棧集成，容量為每堆棧4GB。2017年，SK海力士推出了HBM2，它的帶寬和容量與HBM1相比實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)。2018年，JEDEC推出了HBM2e規(guī)范，HBM2e可以實(shí)現(xiàn)每堆棧461GB/s的帶寬。SK海力士于2022上半年開(kāi)始量產(chǎn)HBM3，帶寬達(dá)到819.2 GB/s，支持12個(gè)DRAM堆棧集成，容量達(dá)每堆棧24GB。2023年，主流市場(chǎng)需求從HBM2e轉(zhuǎn)向HBM3，HBM3需求占比提升至39%，隨著使用HBM3的加速芯片陸續(xù)放量，預(yù)計(jì)2024年HBM3的市場(chǎng)需求占比將達(dá)到60%。

2023年底，英偉達(dá)發(fā)布了DGX GH200，進(jìn)一步推升了AI服務(wù)器對(duì)內(nèi)存性能的需求，DGX GH200共鏈接了256個(gè)Grace Hopper超級(jí)芯片，具有144TB的共享內(nèi)存，GH200單卡配備了480GB LPDDR5內(nèi)存和96GB的HBM顯存，而在上一代DGX H100服務(wù)器中，平均單個(gè)H100芯片對(duì)應(yīng)256GB內(nèi)存和80GB的HBM。二者對(duì)比，GH200方案的內(nèi)存容量有顯著提升。

TrendForce認(rèn)為，英偉達(dá)正在規(guī)劃更多HBM供應(yīng)商，美光、SK海力士、三星都已于2023年陸續(xù)提供了8hi（24GB）樣品，三星的HBM3（24GB）已經(jīng)在2023年底完成驗(yàn)證。

由于HBM的驗(yàn)證過(guò)程繁瑣，預(yù)計(jì)耗時(shí)兩個(gè)季度，以上三大內(nèi)存原廠都預(yù)計(jì)于2024年第一季完成驗(yàn)證。各原廠的HBM3e驗(yàn)證結(jié)果，也將決定英偉達(dá)2024年HBM供應(yīng)商的采購(gòu)權(quán)重分配。

英偉達(dá)2023年的高端AI芯片（采用HBM的）的既有產(chǎn)品為A100、A800和H100、H800，2024年，除了上述型號(hào)外，該公司還將推出使用6個(gè)HBM3e的H200和8個(gè)HBM3e的B100，并同步整合自家基于Arm架構(gòu)的 CPU，推出GH200和GB200。

2024年，AMD將重點(diǎn)出貨MI300系列，采用HBM3，下一代MI350將采用HBM3e，將在2024下半年開(kāi)始進(jìn)行HBM驗(yàn)證，預(yù)計(jì)大規(guī)模量產(chǎn)時(shí)間將出現(xiàn)在2025年第一季度。

英特爾方面，2022下半年推出了Habana Gaudi 2，采用6個(gè)HBM2e，預(yù)計(jì)2024年新型號(hào)Gaudi 3將繼續(xù)采取HBM2e，但用量將升級(jí)至8個(gè)。

1月下旬，SK海力士公布了HBM發(fā)展路線圖，該公司副總裁Kim Chun-hwan透露，計(jì)劃在2024上半年量產(chǎn)HBM3e，并向客戶交付8層堆疊樣品，在6層堆棧HBM3e配置中，每層堆?？商峁?.2 TB/s的通信帶寬，8層堆疊將進(jìn)一步提升HBM內(nèi)存的帶寬。

Kim Chun-hwan表示，在不斷升級(jí)的客戶期望的推動(dòng)下，存儲(chǔ)行業(yè)正在面臨激烈的生存競(jìng)爭(zhēng)。隨著制程工藝節(jié)點(diǎn)的縮小接近極限，存儲(chǔ)器廠商越來(lái)越關(guān)注新一代存儲(chǔ)架構(gòu)和工藝，以給客戶應(yīng)用系統(tǒng)提供更高的性能。為此，SK海力士已經(jīng)啟動(dòng)了HBM4的開(kāi)發(fā)，計(jì)劃于2025年提供樣品，并于次年量產(chǎn)。

根據(jù)美光提供的信息，與前幾代HBM相比，HBM4每層堆棧的理論峰值帶寬將超過(guò)1.5 TB/s。為了實(shí)現(xiàn)這樣的帶寬，在保持合理功耗的同時(shí)，HBM4的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)大約6GT/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。

三星也有發(fā)展HBM4的時(shí)間表，計(jì)劃于2025年提供樣品，并于2026年量產(chǎn)。據(jù)三星高管Jaejune Kim透露，該公司HBM產(chǎn)量的一半以上是定制化產(chǎn)品，未來(lái)，定制HBM方案的市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。通過(guò)邏輯集成，量身定制的HBM對(duì)于滿足客戶個(gè)性化需求至關(guān)重要。

一些市場(chǎng)觀察人士表示，三星在HBM芯片開(kāi)發(fā)方面落后于SK海力士，為了在新接口標(biāo)準(zhǔn)CXL開(kāi)發(fā)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，三星加快了技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品布局。

審核編輯：劉清