目標瞄準AI數(shù)據(jù)中心 ,1c DRAM具備哪些技術(shù)優(yōu)勢
原創(chuàng)近日,SK海力士宣布推出首款采用第六代10納米級(1c)工藝16Gb DDR5 DRAM的消息引起了筆者的關(guān)注。根據(jù)SK海力士對外發(fā)布的信息顯示,1c 16Gb DDR5 DRAM將主要面對AI數(shù)據(jù)中心市場,能夠提供更高的性能和更低的能耗。在此之前,三星電子也對外宣稱將于今年年底量產(chǎn)1c DRAM產(chǎn)品。那么,相比上一代的1b DRAM,1c DRAM有哪些技術(shù)上的優(yōu)勢?本文將重點介紹。
何為1c DRAM?
1c DRAM(1 Transistor - 1 Capacitor Dynamic Random Access Memory)是一種動態(tài)隨機存取存儲器技術(shù),它使用一個晶體管和一個電容器來存儲數(shù)據(jù)。簡單來講,1c就是一種DRM的制造工藝,即采用第六代10納米級工藝制造生產(chǎn)的DRAM芯片,包括DDR5、HBM等芯片。
在此之前,各大內(nèi)存廠商將上一代DRAM芯片按照1X、1Y、1Z進行工藝區(qū)分,1X nm工藝相當(dāng)于16-19nm制程工藝、1Y nm相當(dāng)于14-16nm制程工藝,1Z nm工藝相當(dāng)于12-14nm制程工藝,1a、1b和1c則分別代表14-12nm、12-10nm以及10nm及以下制程工藝。
去年1月,SK海力士首次實現(xiàn)了10納米級別第四代(1a)DDR5服務(wù)器用DRAM,并獲得英特爾的認證。同年5月,SK海力士實現(xiàn)了10納米級別第五代(1b)DDR5,并再次進入英特爾數(shù)據(jù)中心的兼容性驗證。三星電子現(xiàn)有的HBM3E產(chǎn)品主要基于1a DRAM。由于三星1b DRAM未能通過英偉達最新AI GPU(例如Hopper和Blackwell)的資格測試,這也意味著三星仍無法獲得英偉達的HBM3E訂單,迫使三星考慮采用更先進的1c DRAM來打造新一代的HBM4。
據(jù)韓媒報道,在下一代的HBM4內(nèi)存開發(fā)上,韓國存儲芯片大廠三星和SK海力士都將計劃使用1c制程的DRAM。
1c DRAM有哪些技術(shù)優(yōu)勢
與上一代1b DRAM相比,1c DRAM在存儲密度、性能和功耗方面都有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。
存儲密度:1c DRAM技術(shù)采用了更先進的制程工藝,使得存儲單元的尺寸進一步縮小,從而在相同面積的硅片上集成更多的存儲單元,提高了存儲密度。相比之下,1b DRAM技術(shù)雖然也采用了10納米級別的工藝,但1c DRAM在微細化方面更進一步,提供了更高的存儲密度。
性能:1c DRAM技術(shù)在性能上也有所提升,例如SK海力士開發(fā)的1c DDR5 DRAM的運行速度為8Gbps,相比1b工藝的前一代產(chǎn)品速度提高了11%。這意味著1c DRAM能夠提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度,對于高性能數(shù)據(jù)中心和AI計算應(yīng)用尤為重要。
功耗:隨著技術(shù)的進步,1c DRAM在能效方面也有所改進,相比1b DRAM能夠?qū)崿F(xiàn)更高的能效比。SK海力士的1c DDR5 DRAM的能效提高了9%以上,這對于數(shù)據(jù)中心等需要大量存儲資源的應(yīng)用場景來說,可以顯著降低能耗成本。
雖然1c DRAM在技術(shù)上有著明顯的優(yōu)勢,但是隨著制程技術(shù)向更小的尺寸發(fā)展,1c DRAM在制造過程中可能會遇到更多的技術(shù)挑戰(zhàn),如更高的工藝精度要求、更復(fù)雜的設(shè)計以及更嚴格的熱管理等。不過,由于性能、功耗、存儲密度等方面有著更加明顯的優(yōu)勢,因此1c DRAM技術(shù)被業(yè)界普遍看好,并計劃廣泛應(yīng)用于高性能計算、AI、數(shù)據(jù)中心以及移動設(shè)備等領(lǐng)域。
綜上所述,1c DRAM技術(shù)在存儲密度、性能和功耗方面相比1b DRAM有所提升,但同時也面臨著更多的技術(shù)挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,1c DRAM有望在未來的存儲市場中發(fā)揮更大的作用。
1c DRAM當(dāng)前市場格局
生成式AI和大模型應(yīng)用正在加速DRAM行業(yè)的技術(shù)發(fā)展和迭代速度。2024年,存儲市場強勢反彈,市場的復(fù)蘇正好迎來1c DRAM產(chǎn)品推出時間,所以1c DRAM產(chǎn)品成為市場復(fù)蘇后各家競爭關(guān)鍵。
目前來看,SK海力士和美光已經(jīng)量產(chǎn)1b DRAM,三星在研發(fā)1b DRAM的時候受到過阻礙,這讓三星壓力倍增。三星一直提倡在技術(shù)上領(lǐng)先于對方,為更好拉開與SK海力士和美光之間的差距,跳過1b nm DRAM研發(fā)將有利于其在下一階段領(lǐng)先于競爭對手。當(dāng)然,這與目前1b DRAM已經(jīng)被SK海力士和美光搶占了市場也有很大的關(guān)系。
截至到現(xiàn)在,SK海力士已經(jīng)宣布推出首款采用第六代10納米級(1c)工藝16Gb DDR5 DRAM產(chǎn)品,三星也公布了將在年底量產(chǎn)1c DRAM來打造新一代的HBM4。美光采用極紫外光刻技術(shù)的1γ DRAM(美光將1c DRAM稱之為1γ DRAM)試產(chǎn)進展順利,并計劃于2025年實現(xiàn)量產(chǎn)。
不難發(fā)現(xiàn),目前三家DRAM廠商均在1c DRAM投入了大量的研發(fā)精力,且研發(fā)進度也比較接近,未來的走勢和競爭趨勢如何,還需要時間和機遇的檢驗。