JEDEC разрабатывает стандарт SPHBM4: дешёвая альтернатива HBM4 для ИИ-серверов

Ассоциация JEDEC приступила к разработке нового стандарта высокопроизводительной памяти Standard Package High Bandwidth Memory 4 (SPHBM4), ориентированного на удешевление серверов с ИИ-ускорителями и систем высокопроизводительных вычислений. Новый формат призван обеспечить пропускную способность уровня HBM4 при заметно более низкой себестоимости, не снижая при этом общую производительность подсистемы памяти.

Ключевое отличие SPHBM4 — переход к 4:1 сериализации и сужение физического интерфейса до 512 контактов. Для сравнения, HBM3 использует 1024 контакта, а разрабатываемый HBM4 должен удвоить их число до 2048, что упирается в пределы современных кремниевых интерпозеров. В SPHBM4 один контакт передаёт тот же объём данных, что четыре контакта HBM4, за счёт более высокой тактовой частоты линий, что позволяет сохранить суммарную пропускную способность при меньшем числе выводов.

Сокращение количества контактов увеличивает расстояние между ними и открывает возможность использовать вместо дорогих кремниевых подложек более доступные органические, основанные на эпоксидных полимерах. Кремниевые интерпозеры обеспечивают шаг межсоединений порядка 10 мкм, тогда как для органических подложек типичен шаг около 20 мкм, но их производство значительно дешевле и проще масштабировать. Это должно снизить стоимость интеграции памяти в ИИ-ускорители и GPU для дата-центров.

По оценкам разработчиков, HBM4 и SPHBM4 будут иметь сопоставимую ёмкость на один стек памяти, вплоть до 64 ГБ. Однако использование органических подложек увеличивает длину каналов между кристаллом ускорителя и стеками DRAM, что, в свою очередь, позволяет разместить больше стеков SPHBM4 в одной упаковке. Это потенциально даст более высокую суммарную ёмкость памяти по сравнению с решениями на базе классической HBM4 при близкой пропускной способности.

Внедрение SPHBM4 потребует серьёзной перепроектировки базового логического кристалла: количество контактов по сравнению с HBM4 сокращается в 4 раза, меняются требования к PHY и топологии интерфейса. Тем не менее стандарт ориентирован исключительно на профессиональный сегмент — ИИ-ускорители, GPU для дата-центров и HPC-системы. Он не предназначен для замены GDDR-памяти в массовых игровых видеокартах. Крупные поставщики DRAM, включая Micron, Samsung и SK Hynix, уже участвуют в работе JEDEC над поколением HBM4/HBM4E, а компании вроде Eliyan продвигают решения уровня NuLink D2D/D2M с пропускной способностью до 4 ТБ/с, что создаёт технологическую базу для практической реализации SPHBM4 в ближайшие годы.