高帶寬閃存技術迎來突破，12年內市場規模或超越HBM

韓國科學技術院電氣工程學院金正浩教授在首爾舉辦的"材料、組件和設備未來論壇"上表示，高帶寬閃存（HBF）市場規模可能在12年內超越高帶寬內存（HBM）市場。

HBF技術發展現狀

作為HBF技術的主要推廣者，金正浩教授透露了該技術的最新進展。據《時事雜志》報道，他表示："三星電子和SanDisk計劃在明年底或2028年初將HBF技術集成到英偉達、AMD和谷歌的產品中。"

HBF技術架構設計

金正浩教授構想了一個分層存儲架構：高帶寬內存作為GPU加速器的超高速數據緩存層，HBF作為中間層為HBM提供數據，而速度較慢但容量更大的網絡SSD存儲為HBF層提供數據支持。

英偉達已經發布了推理上下文內存存儲平臺（ICMSP），其Dynamo和NIXL軟件為AI推理Token提供管理內存空間，這些Token存儲在覆蓋HBM和BlueField-4連接SSD的KV緩存中。直觀上，同樣的雙層軟件可以擴展到覆蓋HBM到HBF再到BlueField-4連接SSD的三層架構。

網絡化外部存儲將連接到BlueField-4 SSD層，為GPU提供清晰的數據路徑，無需通過主機X86處理器及其DRAM進行轉換。

技術規格與制造挑戰

這位KAIST教授討論了容量為512GB、帶寬為1.638TBps的HBF單元。這個容量可與2Tb（250GB）3D NAND芯片相比，比如SK海力士使用321層三串3D NAND技術制造的芯片。只需堆疊兩個這樣的芯片就能創建512GB容量的HBF芯片。

這種雙層芯片總共包含642層3D NAND，分布在六個組件串中，制造時需要確保上層不會使下層變形。

SK海力士正在使用HBF技術開發AIN B NAND產品。概念圖顯示四個NAND核心層堆疊在基礎/邏輯芯片之上，該芯片連接到中介單元，將整個堆棧連接到主機處理器。

來自SK海力士和SanDisk的HBF圖表顯示，HBM堆棧中的上層通過硅通孔（TSV）或插頭（垂直電子連接）連接到下層的基礎/邏輯芯片。

這意味著下層堆棧必須制造時就包含通過它的TSV或插頭，不能是標準的3D NAND芯片。芯片面積必須更大以容納TSV/插頭。向HBF單元添加更多3D NAND芯片堆棧意味著需要在下層堆棧中添加更多TSV或插頭，進一步增加其尺寸。

市場前景與產業布局

金正浩表示，HBF技術可能在HBM6時代獲得更廣泛的采用，屆時HBM可能由多個互連的獨立堆棧組成，而不是單一堆棧。他預測到2038年HBF市場規模將超過HBM。

SK海力士預計本月晚些時候將展示HBF原型版本。SK海力士和SanDisk正在推動HBF標準化，據DigiTimes報道，三星也已加入，簽署了諒解備忘錄并成立了聯盟。產品預計最早在2027年推出。

鎧俠在去年8月展示了5TB HBF模塊原型，使用PCIe gen 6 x 8接口連接主機，運行速度為64Gbps。

目前美光尚未就HBF技術發表聲明，英偉達和AMD也沒有相關表態，但有幾位谷歌工程師討論過這項技術。

Q&A

Q1：高帶寬閃存HBF技術是什么？它有什么優勢？

A：高帶寬閃存（HBF）是一種新型存儲技術，可以提供512GB容量和1.638TBps帶寬。它在存儲架構中作為中間層，為高帶寬內存HBM提供數據支持，同時從網絡SSD存儲獲取數據，形成分層存儲體系，能夠顯著提升數據處理效率。

Q2：HBF技術什么時候能夠商用？哪些公司在開發？

A：HBF技術預計最早在2027年推出商用產品。目前SK海力士、SanDisk和三星都在積極開發這項技術，它們已經簽署諒解備忘錄并成立聯盟推動標準化。SK海力士預計本月展示原型，三星和SanDisk計劃在2025年底或2028年初集成到英偉達、AMD和谷歌的產品中。

Q3：HBF市場前景如何？會超越HBM嗎？

A：據韓國科學技術院金正浩教授預測，HBF市場規模可能在12年內（到2038年）超越高帶寬內存HBM市場。特別是在HBM6時代，當HBM采用多個互連獨立堆棧架構時，HBF技術將獲得更廣泛的采用，市場潛力巨大。