AMD: 3D DRAM з гібридними зв’язками перевершує HBM за енергоефективністю в 17 разів, але теплові проблеми перешкоджають комерціалізації

Силіконова індустрія дійшла згоди, що шлях HBM для досягнення поступового зростання продуктивності ШІ сповільнюється. Особливо враховуючи, що перетворення кремнієвих пластин на стек HBM дає значно меншу корисну ємність порівняно зі звичайною DRAM. Це спонукає ширшу галузь експериментувати з декодуванням виключно на SRAM, Processor-In-Memory (PIM) в LPDDR, пулінгом CXL та 3D DRAM. Звісно, саме архітектура 3D DRAM наразі вважається своєрідним панацеєю, про що свідчить нещодавнє визнання AMD щодо її феноменальної енергоефективності. Однак, неприємні перешкоди продовжують заважати комерціалізації цієї перспективної технології.

AMD підкреслила феноменальне підвищення ефективності, якого можна очікувати від життєздатної архітектури 3D DRAM, оснащеної гібридним з’єднанням

$AMD каже, що 3D DRAM з гібридним з’єднанням на 17× енергоефективніша за HBM з використанням мікровиступів pic.twitter.com/XMGgFZe0UY

— Daniel Romero (@HyperTechInvest) September 1, 2026

За даними AMD, 3D DRAM з гібридним з’єднанням до 17 разів енергоефективніша за звичайний стек HBM. Звісно, AMD має унікальну кваліфікацію, щоб робити такі сміливі заяви. Зрештою, компанія вже представила свої процесори 3D V-Cache, які використовують технологію пакування, що вертикально розташовує додаткову кеш-пам’ять поверх процесора для різкого підвищення продуктивності в іграх та обчисленнях, на відміну від багаторівневих кеш-пам’ятей, розташованих латерально на тому ж кремнієвому кристалі, що й обчислювальні ядра.

Проте застосування технології 3D-стекування до DRAM створює унікальний набір викликів. Перш ніж продовжити, коротко нагадаємо, що означають ці терміни, для тих, хто, можливо, не знайомий.

1. HBM вертикально складає кілька мікросхем DRAM, а Through Silicon Vias (TSV) забезпечують пропускну здатність даних через ці вертикальні шари. Потім цей стек розташовується поруч з XPU, а PHY, розміщений безпосередньо на найнижчому базовому шарі HBM, забезпечує передачу даних до та від XPU.
2. 3D DRAM розташовує мікросхеми DRAM вертикально над XPU, усуваючи вузьке місце, спричинене PHY. Крім того, ці вертикальні стеки з’єднані між собою та з XPU за допомогою гібридного з’єднання.
3. Мікровиступи (microbumps) — це крихітні фізичні паяльні кульки (часто виготовлені зі сплавів олова та срібла), які використовуються для з’єднання шарів DRAM, що складаються, у звичайній HBM. Оскільки припій потрібно розплавити для закріплення з’єднань, між кремнієвими шарами утворюються фізичні проміжки, які необхідно заповнити рідким пластиковим клеєм (підливка), що призводить до паразитний електричний опір і обмежує щільність розташування з’єднань, а також накопичує тепло.
4. Гібридне з’єднання, з іншого боку, є технологією пакування без виступів, де кремнієві пластини поліруються до атомарного рівня плоскості, а відкриті мідні з’єднувальні майданчики вбудовуються врівень у тонкий ізолюючий діелектричний шар (зазвичай оксид кремнію або нітрид вуглецю). Коли два діелектричні шари зустрічаються при кімнатній температурі, вони зливаються на молекулярному рівні. Подальша термічна обробка спричиняє розширення атомів міді та їх пряме злиття один з одним (Cu-Cu bonding).

Архітектура 3D DRAM, однак, пов’язана з кількома труднощами. Вищі температури, які можуть виникати під час термічної обробки гібридного з’єднання, спричиняють деградацію оновлення DRAM, оскільки здатність комірок DRAM утримувати заряд погіршується. Більше того, технологія вимагає атомарного рівня плоскості, де випадкова частинка розміром лише кілька нанометрів може зруйнувати мідно-мідне з’єднання.

Тим не менш, якщо нам вдасться вирішити проблему термічної стійкості — як це робить d-Matrix, розташовуючи шари пам’яті під XPU — та створити надзвичайно суворі чисті кімнати, технологію 3D DRAM можна буде реалізувати досить швидко, що призведе до обіцяної AMD нірвани.

Писати — моя незаперечна пристрасть. За останні шість років я написав понад 2200 статей на фінансові та технологічні теми, загальним обсягом майже 1 мільйон слів. Я є членом мобільної команди Wccftech з 2025 року. Як випускник програми Rotman Commerce Університету Торонто, я привношу нюанси, глибокі знання та унікальну перспективу в кожну тему, яку висвітлюю. Коли я не пишу, я подорожую світом, досліджуючи приховані кондитерські та ресторани як початківець гурман.

Додаткове читання

CXMT замінює кремній на гафній у своїх DRAM-транзисторах, відкриваючи шлях до вузла 1a і далі, а її потужності досягнуть 800 000 пластин на місяць до 2031 року

AMD підтверджує настільні та мобільні процесорні сімейства Zen 6 „Ryzen”: Olympic Ridge та Medusa1 на AM5, Medusa1 та Medusa2 на FP10

AMD Adrenalin Edition 26.8.1, як повідомляється, спричиняє збої в Apex Legends на системах з Radeon RX 9070 XT; розробник радить знизити версію драйвера

AMD Radeon GPU серії 9000 та CPU Ryzen 9000 отримують безкоштовну копію Onimusha: Way of the Sword у новому ігровому бандлі

Інформація підготовлена на основі матеріалів: wccftech.com