Nvidia совместно с ведущими производителями SK Hynix, Samsung и Micron разрабатывает новый стандарт памяти, ориентированный на высокую производительность и компактные размеры. Стандарт получил название System On Chip Advanced Memory Module (SOCAMM) и уже проходит тестирование.

Источник изображения: Nvidia

Модуль может стать основой для следующего поколения компьютеров на базе искусственного интеллекта (ИИ) Nvidia Project Digits, анонсированных на CES 2025. Как пишет Tom's Hardware, новый стандарт обещает превзойти существующий модуль памяти Low-Power Compression Attached Memory Modules (LPCAMM) и традиционные DRAM-решения благодаря ряду преимуществ.

Во-первых, SOCAMM будет более экономически эффективным по сравнению с DRAM в формате SO-DIMM, так как технология позволяет разместить LPDDR5X-память непосредственно на подложке. Во-вторых, SOCAMM получит больше интерфейсов ввода/вывода — до 694 портов против 644 у LPCAMM и 260 у традиционной DRAM, что должно значительно увеличить пропускную способность и скорость обмена данными.

Кроме того, так как модуль отсоединяемый, это упростит модернизацию оборудования в дальнейшем. При этом, компактные размеры также помогут повысить общую ёмкость памяти.

Технические детали SOCAMM пока держатся в секрете, поскольку стандарт разрабатывается без участия совета JEDEC. Согласно имеющимся данным, Nvidia и партнёры в настоящее время обмениваются прототипами модуля для проведения тестов производительности.

Компания Lenovo выпустила ноутбук ThinkPad P1 с инновационной технологией памяти LPCAMM2, которая энергоэффективна как распаиваемая память LPDDR, но при этом модуль можно легко заменить, открутив всего 3 винта. До сих пор производителям приходилось выбирать между съёмной и энергоэффективной оперативной памятью. LPCAMM2 пытается устранить различия.

Источник изображений: iFixit

До появления LPCAMM2 производителям приходилось делать непростой выбор между классическими модулями оперативной памяти типа SO-DIMM, и энергоэффективной, но несъёмной памятью LPDDR, припаянной к материнской плате. Теперь же LPCAMM2 совмещает преимущества обеих технологий.

Модули LPCAMM2 крепятся к материнской плате при помощи винтов, а не припаиваются, как обычная память LPDDR в современных ноутбуках. Это делает LPCAMM2 легко заменяемой и модернизируемой. Пользователь может самостоятельно увеличить объём ОЗУ или заменить вышедший из строя модуль.

Как продемонстрировали специалисты iFixit на примере ноутбука ThinkPad P1, заменить модуль LPCAMM2 можно всего за пару минут. Для этого достаточно снять крышку корпуса, извлечь аккумулятор и открутить три винта крепления памяти отверткой. Процедура аналогична замене жёсткого диска или оперативной памяти в настольных ПК.

Помимо Micron, разработавшей стандарт LPCAMM2, к производству такой памяти уже подключились компании Samsung и ADATA, что указывает на то, что новый формат может быстро получить широкое распространение и станет де-факто отраслевым стандартом, а пользователи избавятся от проблем с недостатком объёма или выходом из строя памяти в ноутбуках.

В 2016 году корейская компания Samsung Electronics первой в отрасли выпустила на рынок микросхемы памяти HBM первого поколения для применения в сегменте высокопроизводительных вычислений. Через год появилась 8-слойная память типа HBM2, позже вышли микросхемы HBM2E и HBM3, а память типа HBM4 компания рассчитывает представить в 2025 году.

Источник изображения: Samsung Electronics

Как сообщается в корпоративном блоге компании, при выпуске микросхем типа HBM4 будут применяться инновации, направленные на улучшение термодинамических свойств этого вида продукции — проще говоря, будут применены решения для лучшего отвода тепла. При сборке стеков памяти будет применяться непроводящая полимерная плёнка, дополнительно механически защищающая монтируемые друг на друга чипы. Метод гибридного медного соединения будет сочетать медные проводники с плёночным оксидным изолятором вместо традиционного припоя.

Кроме того, как признаются представители Samsung Electronics, в начале 2023 года компания создала подразделение, курирующее передовые методы упаковки чипов. Своим клиентам южнокорейский гигант будет готов предложить услуги по тестированию и упаковке чипов с использованием методов 2.5D и 3D, которые могут быть востребованы разработчиками компонентов для высокопроизводительных вычислений и систем искусственного интеллекта.

К числу своих технологических достижений Samsung также относит выпуск микросхем оперативной памяти типа DDR5, позволяющих создавать модули памяти объёмом 128 Гбайт, а также освоение 12-нм техпроцесса в данной сфере. В дальнейшем компания рассчитывает использовать для выпуска микросхем памяти литографические нормы тоньше 10 нм.

В сфере высокопроизводительных вычислений может найти достойное применение и технология HBM-PIM, предусматривающая выполнение определённой части вычислений непосредственно силами самой микросхемы памяти. Быстродействие при этом удаётся повысить до 12 раз по сравнению с традиционной архитектурой микросхем памяти. Помимо HBM, такая архитектура будет внедряться и на микросхемах памяти, работающих с протоколом CXL.

Представленные недавно модули оперативной памяти LPCAMM, по словам представителей Samsung, можно будет применять не только в ноутбуках, но и в серверных системах, где их высокая плотность позволит увеличить объём используемой оперативной памяти без дополнительной потребности в занимаемых площадях. Такие модули памяти будет занимать на 60 % меньше места по сравнению с SO-DIMM, а производительность при этом вырастает на величину до 50 %. Энергетическая эффективность таких модулей памяти выше на 70 %.

Samsung объявила о разработке линейки модулей LPCAMM (Low Power Compression Attached Memory Module) на основе оперативной памяти LPDDR5X. Модули LPDDR5X-6400 предлагают пропускную способность до 7,5 Гбит/с, занимают на 60 % меньше места и обеспечивают на 50 % большую производительность по сравнению со стандартными модулями форм-фактора SO-DIMM.

Источник изображения: Samsung

Новые двухканальные модули выпускаются в вариантах ёмкостью 32, 64 и 128 Гбайт, а на рынок они выйдут в 2024 году. Спецификацию памяти CAMM разработала компания Dell, которая в начале года направила её в комитет по стандартизации JEDEC — ранее свои модули на выставке Computex 2023 продемонстрировала ADATA, теперь же собственную линейку подготовила и Samsung.

Samsung сообщила, что LPCAMM будут поддерживаться в экосистеме Intel — о сотрудничестве с другими игроками отрасли, включая AMD, Qualcomm и Apple, пока не говорится ничего. Корейский производитель отметил, что уже в этом году память нового формата будет тестироваться с некоторым крупными клиентами, и добавил, что её можно будет использовать также в центрах обработки данных. Ключевыми преимуществами LPCAMM является сокращение площади плат на 60 % по сравнению с DIMM, рост производительности на 50 % и повышение энергоэффективности на 70 %. При своих компактных размерах модуль включает чипы SPD и PMIC. Новый формат будет использоваться только с чипами DDR5 и более поздними стандартами, если, конечно, приживётся.

Модули Samsung LPCAMM являются съёмными, хотя предусмотрен и вариант распаянных на материнской плате. Спецификация CAMM предусматривает как одноканальные, так и двухканальные модули памяти — последние предложат удвоенную пропускную способность по сравнению с модулями DIMM, и в Samsung выбрали для собственной реализации LPCAMM второй вариант. Сейчас корейский производитель тестирует их совместимость с рядом поставщиков и готовится начать отгрузки в 2024 году.