作者：毛爍

最近，黃仁勛在臺(tái)北GTC上宣布了RTX Spark能夠在個(gè)人電腦上運(yùn)行1200億參數(shù)大模型，一時(shí)間，AI PC行業(yè)的焦點(diǎn)開(kāi)始發(fā)生變化。過(guò)去幾年，人們習(xí)慣于把大模型性能歸結(jié)為GPU能力。但當(dāng)模型規(guī)模開(kāi)始逼近千億參數(shù)，本地AI系統(tǒng)面臨的瓶頸開(kāi)始從計(jì)算轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)流動(dòng)。

帶寬是否夠用、信號(hào)是否穩(wěn)定，決定了千億參數(shù)大模型能否在個(gè)人設(shè)備上流暢運(yùn)行。尤其當(dāng)DDR5速率向更高水平推進(jìn)時(shí)，傳統(tǒng)無(wú)緩沖內(nèi)存架構(gòu)所面臨的信號(hào)衰減、時(shí)鐘抖動(dòng)、時(shí)序裕量壓力，也隨之被放大。

本地 AI負(fù)載持續(xù)攀升，PC內(nèi)存系統(tǒng)該如何在更小的功耗、空間和成本約束下，繼續(xù)向更高帶寬演進(jìn)？這是AI PC 進(jìn)入深水區(qū)后繞不開(kāi)的問(wèn)題。

在這條演進(jìn)路徑上，Rambus是一個(gè)值得觀察的樣本。作為業(yè)界領(lǐng)先的Silicon IP 與芯片供應(yīng)商，其最近推出了支持CUDIMM、CSODIMM及CQDIMM模塊的完整DDR5 9600客戶(hù)端芯片組，并公開(kāi)了速率高達(dá)10666 MT/s的LPCAMM2內(nèi)存模塊芯片組方案。

01 “代理式AI”重塑PC需求，內(nèi)存子系統(tǒng)逼近物理極限

要理解Rambus此次推出新一代客戶(hù)端內(nèi)存芯片組的意義，首先需要理解AI PC正在面對(duì)怎樣的新負(fù)載。

過(guò)去，PC的工作流更多的是響應(yīng)用戶(hù)指令。用戶(hù)發(fā)出請(qǐng)求，系統(tǒng)完成計(jì)算，再返回結(jié)果。而隨著Agent逐漸成為AI PC的負(fù)載，計(jì)算模式開(kāi)始發(fā)生變化。PC不僅需要完成多輪對(duì)話，還需要在后臺(tái)持續(xù)進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃、工具調(diào)用、狀態(tài)維護(hù)和多步驟執(zhí)行。

負(fù)載形態(tài)的變化，也讓內(nèi)存系統(tǒng)的重要性迅速提升。Rambus內(nèi)存接口芯片部門(mén)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)副總裁John Eble指出，生成式AI工作負(fù)載具有鮮明特點(diǎn)，其需要處理更長(zhǎng)的上下文，并且這些上下文必須能夠被實(shí)時(shí)調(diào)用。

這意味著，大量上下文數(shù)據(jù)需要長(zhǎng)期駐留在系統(tǒng)內(nèi)存中，處理器與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換也會(huì)變得更加頻繁。而隨著Agent任務(wù)鏈不斷延長(zhǎng)，系統(tǒng)需要保存的信息越來(lái)越多，數(shù)據(jù)傳輸也從間歇式訪問(wèn)演變?yōu)槌掷m(xù)性流動(dòng)。

因此，對(duì)于AI PC而言，對(duì)內(nèi)存的需求也不再只是CPU和GPU之外的輔助資源，而是決定系統(tǒng)響應(yīng)速度、推理效率和運(yùn)行穩(wěn)定性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

事實(shí)上，過(guò)去幾年，行業(yè)主要通過(guò)提升DDR5數(shù)據(jù)速率來(lái)滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的帶寬需求。從4800 MT/s到6400 MT/s，再到更高頻率，內(nèi)存帶寬持續(xù)提升。但當(dāng)速率繼續(xù)向上突破時(shí)，問(wèn)題也開(kāi)始出現(xiàn)。

原因在于，數(shù)據(jù)傳輸速度越快，接收端用于采樣數(shù)據(jù)的時(shí)間窗口就越短。電源噪聲引起的時(shí)鐘抖動(dòng)、阻抗不匹配帶來(lái)的信號(hào)衰減和反射，以及引腳之間的串?dāng)_，都會(huì)在更高頻率下被進(jìn)一步放大。

與此同時(shí)，信號(hào)在主板與內(nèi)存模塊之間傳輸時(shí)產(chǎn)生的相位漂移和時(shí)序不確定性也在持續(xù)累積。對(duì)于同步內(nèi)存接口而言，原本尚有余量的時(shí)序窗口不斷收縮，滿(mǎn)足系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行所需的時(shí)序裕量，逐漸成為涉及處理器、主板、內(nèi)存模組和接口芯片的系統(tǒng)級(jí)挑戰(zhàn)。

換句話說(shuō)，當(dāng)DDR5進(jìn)入更高數(shù)據(jù)速率區(qū)間后，傳統(tǒng)無(wú)緩沖DIMM（UDIMM/SODIMM）架構(gòu)正在接近其物理極限。僅靠提升頻率已經(jīng)難以持續(xù)獲得穩(wěn)定增益，信號(hào)完整性和時(shí)鐘質(zhì)量開(kāi)始成為制約客戶(hù)端內(nèi)存繼續(xù)演進(jìn)的核心瓶頸。

02 CKD + PMIC + SPD：Rambus 用"系統(tǒng)級(jí)協(xié)同"撐起 9600 MT/s

其實(shí)，當(dāng)傳統(tǒng)無(wú)緩沖DIMM逐漸接近物理極限后，行業(yè)并沒(méi)有停止提升帶寬的腳步。而問(wèn)題在于，繼續(xù)提高DDR5速率并不能自動(dòng)解決高速傳輸帶來(lái)的時(shí)序和信號(hào)問(wèn)題。隨著數(shù)據(jù)速率不斷上升，內(nèi)存系統(tǒng)需要的不再只是高速率的DRAM顆粒，而是能夠同時(shí)處理時(shí)鐘、供電和系統(tǒng)管理問(wèn)題的新架構(gòu)。

于是，客戶(hù)端內(nèi)存開(kāi)始出現(xiàn)以往多見(jiàn)于服務(wù)器領(lǐng)域的設(shè)計(jì)思路。

從DDR5 6400 MT/s開(kāi)始，行業(yè)逐步引入了客戶(hù)端時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器（Client Clock Driver，CKD）架構(gòu)，推動(dòng)UDIMM和SODIMM向CUDIMM、CSODIMM，以及CQDIMM等新形態(tài)演進(jìn)。其核心變化是在內(nèi)存模塊內(nèi)部增加時(shí)鐘管理能力，通過(guò)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)和重新分配，為更高頻率運(yùn)行保留足夠的時(shí)序裕量。

Rambus此次發(fā)布的DDR5 9600客戶(hù)端芯片組，正圍繞這一趨勢(shì)展開(kāi)。

整套方案由第二代客戶(hù)端時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器CKD02、電源管理IC（PMIC）以及集成溫度傳感器的SPD Hub組成，分別負(fù)責(zé)時(shí)鐘管理、供電調(diào)節(jié)和模塊配置通信，共同支撐高頻DDR5模塊穩(wěn)定運(yùn)行。

其中，最核心的器件是第二代客戶(hù)端時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器DR5CKD2Gxx（CKD02）。

相比支持最高7200 MT/s的第一代CKD01，新一代CKD02將工作范圍擴(kuò)展至8000 MT/s至9600 MT/s。其主要作用，是對(duì)處理器發(fā)送至DIMM模塊各個(gè)DRAM顆粒的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)、重定時(shí)和重新分配，再向模塊內(nèi)部各個(gè)DRAM提供統(tǒng)一且穩(wěn)定的時(shí)鐘參考。John Eble表示，在高速內(nèi)存系統(tǒng)中，控制鏈路中的抖動(dòng)和時(shí)序不確定性，是實(shí)現(xiàn)更高數(shù)據(jù)速率的關(guān)鍵。時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器能夠恢復(fù)并重新分配時(shí)鐘信號(hào)，為每顆DRAM提供更加穩(wěn)定的時(shí)鐘參考。否則，隨著數(shù)據(jù)在CPU與DRAM之間往返傳輸，相位漂移會(huì)不斷累積，可用于數(shù)據(jù)采樣的時(shí)序窗口將持續(xù)縮小，9600 MT/s級(jí)別的穩(wěn)定傳輸也將難以實(shí)現(xiàn)。

這也是CKD被引入客戶(hù)端內(nèi)存架構(gòu)的重要原因。其除了能解決的頻率提升問(wèn)題，更可以在更高數(shù)據(jù)速率下重新建立穩(wěn)定運(yùn)行所需的時(shí)鐘基礎(chǔ)。

除了時(shí)鐘管理，高頻內(nèi)存對(duì)于供電質(zhì)量也提出了更高要求。

隨著數(shù)據(jù)速率不斷提升，供電波動(dòng)帶來(lái)的影響會(huì)被進(jìn)一步放大。對(duì)于運(yùn)行長(zhǎng)上下文和持續(xù)推理任務(wù)的AI PC而言，穩(wěn)定的供電環(huán)境不僅關(guān)系到功耗表現(xiàn)，也直接影響內(nèi)存系統(tǒng)的可靠性。

為此，Rambus在其DDR5 9600客戶(hù)端芯片組中配置了兩類(lèi)電源管理芯片。其中，P2535Gxx（PMIC5120）主要面向DDR5模塊，P2745XXGxx（PMIC5200）則針對(duì)采用LPDDR技術(shù)的LPCAMM2模塊進(jìn)行了優(yōu)化。

兩類(lèi)電源管理芯片負(fù)責(zé)將系統(tǒng)供電轉(zhuǎn)換為DRAM及其他器件所需的工作電壓，并在不同負(fù)載條件下維持較高的電壓精度和轉(zhuǎn)換效率，從而降低供電波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。

CKD解決了時(shí)鐘問(wèn)題，PMIC解決了供電問(wèn)題，那么模塊配置管理和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)同樣需要專(zhuān)門(mén)的支持。

為此，Rambus在芯片組中集成了SPD Hub。其負(fù)責(zé)模塊識(shí)別、配置和遙測(cè)通信等任務(wù)，支持I2C和I3C Basic雙向?qū)崟r(shí)通信與重新驅(qū)動(dòng)。同時(shí)，因?yàn)槠浼闪藴囟葌鞲衅?，還能持續(xù)向系統(tǒng)反饋運(yùn)行狀態(tài)，為主動(dòng)熱管理和系統(tǒng)調(diào)優(yōu)提供數(shù)據(jù)支持。

至此，Rambus此次發(fā)布的客戶(hù)端芯片組形成了一套完整的協(xié)同架構(gòu)，三類(lèi)器件分別解決不同問(wèn)題，但共同目標(biāo)是在更高數(shù)據(jù)速率下維持內(nèi)存系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

這種設(shè)計(jì)思路也反映出客戶(hù)端內(nèi)存正在發(fā)生的變化。內(nèi)存競(jìng)爭(zhēng)正在從單顆DRAM顆粒的性能競(jìng)爭(zhēng)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)級(jí)工程能力競(jìng)爭(zhēng)。

這一趨勢(shì)同樣延伸到了新的內(nèi)存形態(tài)中。

除了CUDIMM、CSODIMM和CQDIMM之外，Rambus還將這套架構(gòu)擴(kuò)展至LPCAMM2。作為近年來(lái)受到行業(yè)關(guān)注的新一代內(nèi)存模塊方案，LPCAMM2兼具高帶寬、低功耗和更高空間利用率等優(yōu)勢(shì)。

針對(duì)這一形態(tài)，Rambus已經(jīng)實(shí)現(xiàn)支持最高10666 MT/s的數(shù)據(jù)速率，為未來(lái)AI PC和高性能移動(dòng)平臺(tái)預(yù)留了進(jìn)一步的提升空間。

03 Rambus把歷史經(jīng)驗(yàn)，變成客戶(hù)端的競(jìng)爭(zhēng)壁壘

對(duì)于Rambus而言，這恰恰是其長(zhǎng)期積累開(kāi)始發(fā)揮價(jià)值的領(lǐng)域。作為一家擁有30多年歷史的底層IP和芯片企業(yè)，Rambus超過(guò)75%的收入來(lái)自數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，長(zhǎng)期在服務(wù)器領(lǐng)域?yàn)镈DR4、DDR5內(nèi)存模塊提供寄存時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器（RCD）、數(shù)據(jù)緩沖器（DB）等關(guān)鍵器件。過(guò)去五年，其芯片產(chǎn)品收入實(shí)現(xiàn)了25%的復(fù)合年增長(zhǎng)率。

正是這段長(zhǎng)期服務(wù)數(shù)據(jù)中心的經(jīng)歷，讓Rambus形成了一套區(qū)別于傳統(tǒng)客戶(hù)端供應(yīng)商的能力體系。John Eble表示，服務(wù)器平臺(tái)通常更關(guān)注容量擴(kuò)展、全天候可靠性和系統(tǒng)可用性，而傳統(tǒng)客戶(hù)端平臺(tái)則更強(qiáng)調(diào)每瓦帶寬、熱效率、緊湊設(shè)計(jì)以及成本控制。兩類(lèi)平臺(tái)的關(guān)注點(diǎn)雖然不同，但隨著數(shù)據(jù)速率不斷提升，工程挑戰(zhàn)正變得越來(lái)越相似。

這也意味著，Rambus在服務(wù)器側(cè)積累的系統(tǒng)級(jí)能力，開(kāi)始具備遷移到客戶(hù)端市場(chǎng)的價(jià)值。

不過(guò)，對(duì)于OEM廠商而言，眼下真正棘手的并不只是產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新，還有越來(lái)越沉重的成本壓力。

當(dāng)前，內(nèi)存市場(chǎng)正處于明顯的漲價(jià)周期。根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，PC內(nèi)存成本在整機(jī)BOM（物料清單）中的占比已經(jīng)從此前的16%上升至23%。對(duì)于AI PC、尤其是主流和入門(mén)級(jí)產(chǎn)品而言，內(nèi)存已經(jīng)成為影響整機(jī)成本結(jié)構(gòu)的重要變量。

與此同時(shí)，高速內(nèi)存模塊的認(rèn)證和驗(yàn)證復(fù)雜度也在持續(xù)增加。從模塊設(shè)計(jì)、信號(hào)調(diào)優(yōu)到平臺(tái)認(rèn)證，任何一個(gè)環(huán)節(jié)反復(fù)修改，都會(huì)拉長(zhǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，并進(jìn)一步推高成本。

成本與復(fù)雜度的雙重壓力下，客戶(hù)需要采購(gòu)的一整套經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的解決方案。

Rambus大中華區(qū)總經(jīng)理蘇雷表示，近期Rambus已經(jīng)中國(guó)多家PC及筆記本廠商討論過(guò)內(nèi)存漲價(jià)帶來(lái)的壓力。在他看來(lái)，除了提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的芯片產(chǎn)品，更重要的是通過(guò)完整方案，幫助客戶(hù)降低供應(yīng)鏈管理和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的復(fù)雜度。

這種價(jià)值會(huì)貫穿產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的多個(gè)環(huán)節(jié)。從設(shè)計(jì)評(píng)審、信號(hào)完整性分析，到模塊驗(yàn)證和系統(tǒng)調(diào)試，Rambus與PC廠商、DRAM廠商，以及模組廠商共同參與開(kāi)發(fā)流程。當(dāng)客戶(hù)在設(shè)計(jì)或驗(yàn)證階段遇到問(wèn)題時(shí)，相關(guān)團(tuán)隊(duì)能夠利用長(zhǎng)期積累的內(nèi)存設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)協(xié)助優(yōu)化方案，從而減少反復(fù)調(diào)試帶來(lái)的時(shí)間和成本消耗。

供應(yīng)鏈同樣是這套方案的一部分。John Eble透露，Rambus與OSAT（外包半導(dǎo)體封裝測(cè)試）廠商保持長(zhǎng)期合作，通過(guò)構(gòu)建多元化供應(yīng)鏈體系，來(lái)降低產(chǎn)能波動(dòng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。在需求快速增長(zhǎng)或供應(yīng)鏈緊張時(shí)期，這種能力能夠幫助客戶(hù)獲得更穩(wěn)定的供貨保障。

從這個(gè)角度看，這也預(yù)示著內(nèi)存行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)維度的遷移。過(guò)去比拼的是單顆芯片的參數(shù)，如今隨著本地AI負(fù)載攀升、系統(tǒng)復(fù)雜度提高，客戶(hù)更在意產(chǎn)品能否能穩(wěn)定落地、快速上市、并且控制住成本。

這是從產(chǎn)品能力，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能力和生態(tài)能力的價(jià)值遷徙。

DDR5 9600并非是終點(diǎn)，John Eble強(qiáng)調(diào)，內(nèi)存性能的每一步提升，都越來(lái)越依賴(lài)系統(tǒng)級(jí)協(xié)同，而非單顆器件的升級(jí)。

這顯現(xiàn)出是Rambus提前布局的邏輯：當(dāng)本地大模型、多智能體協(xié)同與持續(xù)推理成為常態(tài)，內(nèi)存就變成了決定整個(gè)平臺(tái)體驗(yàn)的基礎(chǔ)設(shè)施。