HBM 的未來是光速 - 集成光子學的未來設計

HBM 的未來不僅是光明的：它還具有光速、超帶寬和超低功耗。 在今年的開放計算項目 (OCP) 全球峰會上，三星先進封裝團隊 Yan Li 向我們展示了一個比我們想象的更加集成的未來：隨著高帶寬內存 (HBM) 的進一步發展，熱和晶體管密度問題可能會得到解決。 通過光子學來解決。 

光子學基于一種可以對單個光子（光的粒子/波）信息進行編碼的技術，這意味著它改善了（幾乎）我們當前計算環境中我們關心的一切。 功耗大幅降低（發射的是光粒子而不是電子流），處理速度也得到提高（延遲達到飛秒級，傳播速度接近光速極限）。 實現這一目標只需要工程、量子物理學和人類的聰明才智。

就目前情況而言，該行業通過兩種方法在集成光子學和 HBM 方面取得了明顯進展。 人們可以看到光子中介層夾在基礎封裝層和頂層之間，頂層包含邏輯（例如 GPU）和 HBM 本身，充當它們之間的通信層。 這個未來似乎代價高昂——需要中介層，還需要使用光子 I/O 配置本地邏輯和 HBM。

另一種方法是將 HBM 存儲體與芯片封裝完全解耦。 您無需處理中介層的芯片封裝復雜性（包括物流），而是將 HBM 組從小芯片本身移開，并將它們（通過光子學）連接到邏輯。 這簡化了 HBM 和邏輯的芯片制造和封裝成本，并消除了從數字到光學的復雜的電路內本地轉換。

從這個角度來看，這種做法聽起來最明智。 但是，這也意味著對服務器規范進行更深入的重新思考，并且也可能導致“HBM 內存立方體”成為現實——HBM 內存庫預加載到指定的光子接口上。 因為您已經將 HBM 與芯片本身分離，并且假設您保留標準光通信接口，那么您就可以看到一種“可升級”產品 - 其處理方式就好像它是最好的 RAM 套件一樣。

該演示還詳細介紹了三星 HBM 封裝（已在 2.5D 和 3D 解決方案中提供），并簡要概述了摩爾定律的賽馬以及半導體小型化成本不斷增加的情況，以解釋為什么光子學是最重要的 確實是我們未來的一部分。 未來有多遠很難說，但路卻消失在很遠的地方。