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閃迪新專利曝光:處理器直接鍵合NAND閃存芯片,HBM退居輔助角色

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閃迪正在推動一場存儲架構的根本性重構——將計算單元與NAND閃存直接鍵合,并將HBM的角色從核心內存降級為輔助層級。

據美國專利商標局公開的專利文件,閃迪提出了一種將多核處理器直接集成于CBA存儲芯片之上的3D堆疊架構,整體封裝于同一中介層之上,HBM則圍繞該堆疊結構分布于周側。這一設計意在同時突破HBM容量天花板與現有高帶寬閃存(HBF)架構在延遲、功耗及系統集成層面的局限。


該專利的曝光表明,閃迪在加速推進HBF量產路線的同時,已在專利層面布局更激進的存儲-計算融合方案,對AI加速器及GPU的內存架構設計路徑具有潛在的深遠影響。

HBM容量瓶頸催生新架構探索

HBM憑借高帶寬優勢成為當前AI芯片的主流內存方案,但其容量限制日益成為制約因素。據科技媒體Wccftech報道,現有HBM解決方案單棧容量通常為32至64GB,難以滿足大規模AI模型對內存容量的持續增長需求。

為此,閃迪此前已推出HBF架構,借鑒HBM的垂直堆疊理念,通過硅通孔(TSV)將多層NAND閃存互聯,形成統一存儲棧。據閃迪披露,HBF單棧容量可擴展至4TB,在帶寬上接近HBM水平,同等成本下容量可達HBM的8至16倍。

然而,NAND閃存在容量優勢之外仍存在固有短板。Wccftech指出,NAND在系統架構中距離計算核心較遠,數據訪問速度慢于基于DRAM的架構,這一結構性劣勢限制了HBF在延遲敏感型工作負載中的適用性。

新專利核心:計算與NAND直接鍵合

閃迪最新專利提出的方案,正是針對上述延遲問題的直接回應。根據專利文件,該設計將一塊基于CBA結構構建的NAND閃存芯片置于計算芯片(如AI加速器或GPU)正下方,實現處理器與NAND的直接物理鍵合。

CBA結構本身將大容量NAND閃存陣列與CMOS邏輯層合二為一,而整個集成堆疊隨后被安裝于中介層之上。HBM芯片棧則附著于該組合堆疊的一側或多側,與NAND層共享同一中介層平臺。

這一架構的關鍵在于重新定義了各類存儲介質的分工邊界:HBM負責處理即時性、高速內存操作,而NAND閃存層則承擔讀寫密集型工作負載及大規模數據存儲任務。據Wccftech報道,在此配置下,HBM仍被集成于系統之中,但其角色已從主導地位轉變為整體存儲-計算層級中的特定功能模塊。

HBF之外的并行布局

值得關注的是,上述專利所呈現的架構方向與閃迪現階段主推的HBF路線并非替代關系,而是并行推進的技術儲備。閃迪目前仍在加速HBF的開發進程,HBF代表著其在近期可落地的高容量存儲方案上的主要商業押注。

新專利所描述的處理器直接鍵合NAND的3D堆疊方案,則指向更長期的架構演進路徑,旨在從根本上縮短計算單元與大容量存儲之間的物理距離,從而在系統層面同時優化帶寬、延遲與能效表現。

對于AI芯片設計商及封裝技術供應鏈而言,閃迪此次專利布局釋放出明確信號:存儲與計算的深度融合正從概念走向具體技術路徑,圍繞中介層封裝平臺的生態競爭或將進一步加劇。

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