記者 | 鄧曉娟

8月25日，內存IP廠商Rambus推出HBM3內存接口子系統。內含完全集成的PHY和數字控制器，傳輸速率達8.4Gbps；可為AI/ML和高性能計算（HPC）等應用和解決方案提供1TB/s的帶寬速率；采用標準的16通道設置，可達到1024位寬接口，實現更高的顆粒度，相比當前高端HBM2E內存子系統高出兩倍以上；同時，Rambus的HBM3還支持2、4、8、12和16 HBM3 DRAM堆棧，信道密度達32Gb。

一、在數據傳輸速率、帶寬、密度上都有獨特優勢，不僅僅是更小的尺寸

隨著AI/ML領域里越來越多的廠商不斷發力，內存產品設計的復雜性也快速上升，對帶寬也提出了更高的要求，神經網絡、AI訓練等在內存帶寬需求上面臨著越來越高的挑戰。

同時，AI/ML訓練對于內存帶寬的需求是無止境的，一些前沿訓練模型現已擁有數以十億的參數。這無疑是對內存IP行業的一個大挑戰。

回顧HBM的性能演進歷程，最早的HBM1數據傳輸速率大概能達到1Gbps左右，而在2016年時，HBM2帶來最高的數據傳輸速率可達到2Gbps；到了2018年，HBM2E時代的最高傳輸速率已經可以達到3.6Gbps了，而后逐漸上升到3.6Hbps。

?HBM性能演進

Rambus IP核產品營銷高級總監Frank Ferro表示，HBM3也會與之前的HBM產品一樣，會經歷一個發力的過程。HBM3目前擁有的8.4Gbps的傳輸速率，在持續發力后也會在傳輸速率上有更大的提升。并且Rambus選擇8.4Gbps的速率也是出于未來產品規劃的一些考量，可以為客戶提供更高的設計裕度，為未來的產品開發做好后續準備。

二、Rambus HBM3內存子系統主要架構及技術優勢

據Frank介紹，在HBM3-Ready內存子系統產品架構上，頂層設置了4塊DRAM內存條，通過TSV堆疊的方式疊加在一起，下方是SoC，再往下是中介層，在中階層下面是綠色的封裝。這些部分組成了整個2.5D的系統架構。

?2.5D/3D系統架構的HBM3內存?

而作為一個完整的內存子系統產品，僅僅提供IP是不夠的。所以Rambus在提供IP的同時也提供泛IP和整個系統的具體設計，包括經過驗證的PHY及數字控制器。

除此之外，2.5D系統架構的HBM內存目前在市面上還是比較新的，優先使用這些新技術的客戶需要更多的支持，所以Rambus在中介層和封裝上也會提供更好的參考設計支持和框架。提供Rambus系統和SI/PI專家技術支持，為ASIC設計人員提供幫助，確保設備和系統具有最優的信號和電源完整性。這些都是整個內存子系統領域非常重要的環節。

對于AI/ML、HPC等領域的客戶而言，他們對TB級帶寬有著非常強的需求。Frank表示，Rambus本次推出的HBM3-Ready內存子系統可以滿足其在TB級帶寬領域加速的性能標準；完全繼承的HBM3內存接口子系統IP解決方案包括了經過優化的PHY和控制器，為客戶提供中介層和封裝的物理參考設計，簡化設計流程，從而幫助客戶加快產品上市時間。

三、發力HBM3的原因

如今，HBM3的整體發展進度是比行業預期要更晚一些的，不少業內人士認為，內存顆粒和接口IP是限制HBM3技術突破的主要原因。對此，Frank認為，DRAM與HBM的發展是相輔相成、共同促進的。對比之下，其實從DDR4到DDR5過渡的時間很長，但HBM技術迭代的速度非常快，也印證了HBM領域整體發展的迅速。

這背后對應的主要邏輯是：HBM的發展很大程度上是由不斷上升的帶寬需求驅動的，而對帶寬的需求幾乎沒有上限。換句話說，目前來看HBM的發展可能不會遇到障礙。無論是HBM2高達4Gbps的數據傳輸速率，還是前一段時間海力士發布的5.2Gbps數據傳輸速率的HBM3產品，其實都證實了大家對HBM領域的看好，這也是Rambus對HBM抱有高期望的幾大原因之一。

同時，盡管目前HBM3的速率已經可以達到8.4Gbps，但對比GDDR DRAM已經達到16或者18Gbps的速率而言還是有差距的。簡單來說，HBM發展的限制目前集中在中介層上。在HBM2的時代，中介層本身的技術是有限制的，即一代和二代的中介層最高只能做到兩層，它涉及的線寬、金屬層的厚度都是非常有限的。隨著中介層技術的發展，其本身的厚度、金屬層和線寬都有了一定的增加，這也進一步推動了HBM未來的發展。

總地來說，HBM現在依舊處于相對早期的階段，所以未來還有很長一段路要走。

Frank還表示，Rambus發力HBM3也有著主要的差異化優勢：

• 擁有全系列由集成和優化后的PHY和存儲器控制器組成的內存子系統
• 當前業界最高的數據傳輸速率（8.4 Gbps）和帶寬
• 系統級設計支持，包括中介層和封裝參考設計

以及擁有著豐富的HBM生產經驗：

• 自2017年以來，Rambus一直致力于生產和提供HBM解決方案
• 市場份額排名第一的HBM IP供應商，贏得超過50個設計訂單

另外，Rambus大中華區總經理蘇雷也表示，從行業背景上我們可以窺見，數據中心的快速增長正驅動著技術的需求和發展。在大數據時代下，數據量持續激增，年復合增長達到35%，各種數據開始加速向云遷移，帶來了云服務的蓬勃發展，并最終驅動了數據中心的持續增長。另外物聯網設備的數量也日益增加，開啟了萬物互聯的時代，越來越多的數據開始運行在外部，從而讓業內對數據安全的擔憂日益增加。最后，在大數據的處理方面，AI/ML的使用率也將日益提升，預計到2025年，全球數據使用量將達到175ZB，并且有超過25%的服務器出貨將會專供與人工智能領域。

總結

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