Память HBM будущего потребует сквозного охлаждения и других прорывных технологий

Производство многоярусной памяти HBM3E уже требует использование передовых технологий, оборудования и материалов, что подтверждается неспособностью Samsung наладить выпуск подобных чипов, удовлетворяющих высоким требованиям Nvidia. В дальнейшем HBM примерит не только погружное и сквозное охлаждение, но и перейдёт на более сложные методы упаковки, включая интеграцию на GPU.

Источник изображения: SK hynix

Профессор Корейского института науки и передовых технологий (KAIST) Ким Чжон Хо (Kim Joungho), как отмечает The Elec, во время своего недавнего доклада описал возможные пути развития технологий производства памяти класса HBM. Уже в рамках HBM5 может быть предложен вариант охлаждения стека памяти методом погружения в диэлектрическую жидкость, поскольку сейчас «посредник» в виде металлического теплораспределителя не демонстрирует хорошего запаса по эффективности на будущее. Производители серверных систем погружное охлаждение невольно начали практиковать после того, как плотность теплового потока современных ускорителей вычислений заметно выросла.

В целом, профессором Кимом предварительно разработана дорожная карта развития HBM на срок до 2040 года, когда на рынке уже будет предлагаться HBM8, хотя эти этапы всё равно являются приблизительными. Например, память поколения HBM7 уже будет предусматривать сквозное охлаждения стека памяти, когда охлаждающая жидкость будет циркулировать по микроканалам внутри самих микросхем и базового кристалла. Твердотельная память NAND со временем тоже станет многоярусной, как HBM. На определённом этапе базовый кристалл переедет из основания стека на его верхушку, а HBM8 наверняка позволит интегрировать стек памяти прямо на кристалл графического процессора.

Технологии и материалы для производства стеков HBM также будут совершенствоваться. Например, HBM6 предложит использование стекла и кремния одновременно для создания подложки. Гибридные методы межслойного соединения будут внедрены уже в ближайшее время, а HBM5 предложит до 20 слоёв памяти в одном стеке. На рынок память типа HBM5 выйдет примерно к 2029 году.