HBM memória: Miért aggódik az Egyesült Államok Kína hozzáférése miatt? A HBM (High Bandwidth Memory) memória egy rendkívül fejlett memóriaformátum, amely a számítástechnikai teljesítmény fokozására szolgál. Az alacsony energiafogyasztás mellett kiemelked

A hét elején az amerikai kormány új exportellenőrzést vezetett be a mesterséges intelligencia alkalmazásokban használt csúcstechnológiás memóriachipek Kínába történő értékesítésére. A szabályok az Egyesült Államokban gyártott nagy sávszélességű memória (HBM) technológiára és a külföldön gyártottakra egyaránt vonatkoznak.

A HBM a High bandwidth memory, azaz a nagy sávszélességű memória rövidítése, ezek jóval gyorsabban képesek továbbítani az adatokat, mint a régebbi technológia, az úgynevezett DRAM (dinamikus véletlen hozzáférésű memória). A HBM chipeket általában grafikus kártyákban, nagy teljesítményű számítástechnikai rendszerekben, adatközpontokban és autonóm járművekben használják. De a legfontosabb, hogy nélkülözhetetlenek az egyre népszerűbb MI-alkalmazások futtatásához, beleértve a generatív MI-t, amelyeket például az Nvidia és az AMD által gyártott grafikus feldolgozóegységek (GPU) hajtanak. "A processzor és a memória az MI két alapvető összetevője. Memória nélkül olyan, mintha lenne egy logikával rendelkező agyunk, de memória nélkül" - mondta Dan Hutcheson, a chipekre szakosodott TechInsights nevű kutatószervezet alelnöke.

A december 2-án bejelentett exportkorlátozások a Biden-adminisztráció által az elmúlt három évben bevezetett, fejlett chipekre vonatkozó két korábbi intézkedést követik. Ezek célja, hogy megakadályozzák Kína hozzáférését olyan kulcsfontosságú technológiákhoz, amelyek katonai előnyhöz juttathatják az országot. Válaszul Peking újabb korlátozásokat léptetett életbe a germánium és gallium, valamint más, a félvezetők és csúcstechnológiai berendezések gyártásához elengedhetetlen anyagok exportjára. Szakértők véleménye szerint ezek az új exportkorlátozások lassítani fogják a kínai mesterséges intelligencia-chipek fejlődését. Ugyanakkor ez az elmaradás idővel csökkenhet, hiszen bár Kína jelenlegi HBM-gyártási kapacitásai jelentősen elmaradnak a dél-koreai SK Hynix és Samsung, valamint az amerikai Micron mögött, az ország folyamatosan fektet be saját technológiai képességeinek fejlesztésébe.

"Jeffery Chiu, az Ansforce tanácsadó cég vezérigazgatója megjegyezte, hogy az amerikai exportkorlátozások rövid távon jelentősen korlátozzák Kína hozzáférését a magas minőségű HBM technológiához. Ugyanakkor hosszú távon Kína várhatóan képes lesz saját maga is előállítani ezeket a termékeket, bár valószínűleg alacsonyabb fejlettségi szinten. A kínai piacon a Yangtze Memory Technologies és a Changxin Memory Technologies emelkedik ki, mint a vezető memóriachip-gyártók, és állítólag növelik gyártási kapacitásaikat a HBM termékek terén, hogy elérjék a technológiai önellátásra vonatkozó stratégiai céljaikat."

A HBM chipek kiemelkedő teljesítményének titka elsősorban a hagyományos memóriachipekhez viszonyítva megnövelt tárhelyükben és az ultragyors adattovábbítási sebességükben rejlik. Mivel a mesterséges intelligencia alkalmazások gyakran bonyolult számításokat végeznek, ezek a jellemzők garantálják, hogy az alkalmazások zökkenőmentesen működjenek, késlekedések és hibák nélkül. A bővített tárhely lehetővé teszi a nagyméretű nyelvi modellek (LLM) számára, hogy több paramétert kezeljenek, ami kulcsfontosságú a hatékony működésükhöz. "Ez olyan, mint amikor egy kétsávos autóút helyett egy százsávos autópályán haladunk – egyszerűen nincs forgalmi dugó" – fogalmazott Hutcheson.

Jelenleg a HBM-chipek globális piacának dominálását három vállalat végzi. A tajpeji TrendForce piackutató ügynökség legfrissebb jelentése alapján 2022-től kezdődően a Hynix a teljes piaci részesedés 50%-át birtokolja, míg a Samsung 40%-ot, a Micron pedig 10%-ot képvisel. Az előrejelzések szerint a két dél-koreai óriás 2023-ban és 2024-ben is hasonló piaci részesedést tart majd fenn, így együtt körülbelül 95%-ot uralnak a HBM-piacon. A Micron célja, hogy 2025-re a HBM-piaci részesedését 20-25% közé emelje – ezt a tajvani Central News Agency számolt be Praveen Vaidyanath, a Micron egyik vezető munkatársának nyilatkozatára hivatkozva. A HBM gyártásából származó magas nyereség miatt a gyártók a kapacitásaik jelentős részét erre a fejlettebb memóriachip típusra összpontosítják. Avril Wu, a TrendForce vezető kutatási alelnöke megjegyezte, hogy a HBM várhatóan 2024-től a szabványos memóriachipek piacának több mint 20%-át képviseli majd értékben, és jövőre akár a 30%-ot is meghaladhatja.

A HBM-nél lényegében több szabványos memóriachipet rétegesen egymásra helyeznek, mint például a zserbónál a tésztalapokat. Ez elég egyszerűen hangzik, de nem könnyű feladat, és ez az árban is megmutatkozik. A HBM egységnyi eladási ára többszöröse a hagyományos memóriachipek árának. Ennek oka, hogy a HBM magassága nagyjából hat hajszálnyi, ami azt jelenti, hogy az egymásra helyezett hagyományos memóriachipek minden egyes rétegének is rendkívül vékonynak kell lennie, amihez a fejlett csomagolásnak nevezett csúcstechnológiás gyártási szakértelemre van szükség. "Minden egyes memóriachipet olyan vékonyra kell csiszolni, mint egy fél hajszál magassága, mielőtt egymásra rakjuk őket, ami nagyon nehéz feladat" - mondta Chiu. Ezenfelül, mielőtt egymásra szerelnék ezeket a memóriachipeket, lyukakat kell fúrni az elektromos vezetékek áthaladásához, és ezen lyukak helyének és méretének rendkívül pontosnak kell lennie. "Sokkal több hibalehetőség van, amikor megpróbáljuk elkészíteni ezeket az eszközöket. Majdnem olyan, mintha kártyavárat építenénk" - mondta Hutcheson.