近日，固态技术协会(JEDEC)宣布发布其下一代高带宽存储器(HBM)DRAM标准。JESD270-4 HBM4标准可提供更高的带宽、更高的能效以及更大的单芯片和/或堆叠容量。全新的标准旨在应对生成式人工智能、高性能计算(HPC)、高端显卡和服务器等应用中处理海量数据集和复杂计算的挑战。
IDTechEx高级技术分析师Shababa Selim表示，HPC和AI工作负载经常会因为内存瓶颈而限制性能，这是因为CPU、GPU和其他AI加速器等处理器性能的发展超过了内存性能的发展。
HBM是这类并行计算机架构的关键推动因素，许多GPU和加速器都使用HBM进行并行工作负载处理。Selim表示，HBM的高带宽使其能够同时处理来自不同核心的多个内存请求，这对于GPU和加速器至关重要。
根据IDTechEx的最新报告，预计到2035年HPC的HBM单位销量将比2024年增长15倍。
与之前的HBM3标准相比，HBM4提供了更高的带宽，将总带宽提升至2TB/s，通过2048位接口传输速度高达8Gbits/s，更高的带宽可带来更高的数据处理速率。此外，每个堆栈的独立通道数量也翻了一倍，从16个通道(HBM3)增加到32个通道(每个通道包含两个伪通道)，这为设计人员提供了更大的灵活性。
HMB4标准也解决了电源效率问题，它支持供应商特定的VDDQ(0.7V、0.75V、0.8V或0.9V)和VDDC(1.0V或1.05V)，从而降低功耗并提高了能效。此外，HBM4也向后兼容现有的HBM3控制器。
HBM4支持4/8/12/18层DRAM堆栈，芯片密度分别为24Gb或32Gb，可提供最高64GB(32Gb 16层)的单堆栈容量。它还支持定向刷新管理，以增强对row-hammer攻击的缓解效果，并提高可靠性、可用性和可维护性(RAS)。
新的HBM4标准是JEDEC与众多行业合作伙伴共同开发完成的，其中包括有AMD、Cadence、Google、Meta、美光、英伟达、三星、SK海力士和Synopsis等。
其中包括美光、三星和SK海力士在内的领先内存供应商已经开始向HBM4转型。
2025年3月，SK海力士宣布推出业界首款12层HBM4样品，预计在认证完成后，将于2025年下半年开始量产。
(来源：SK海力士)
12层的HBM4实现了每秒超过2TB的带宽，SK海力士表示，这相当于每秒处理超过400部全高清电影(每部5GB)的数据，比上一代HBM3E要快60%以上。
SK海力士采用先进的MR-MUF工艺实现了36GB的容量，这12层HBM产品中是最高的。该公司表示，该工艺有助于防止芯片翘曲，并可通过改善散热来提高产品稳定性。
在美光2025财年第二季度财报电话会议上，其总裁兼首席执行官Sanjay Mehrotra宣布他们的HBM4产品将于2026年量产。他表示，与HBM3E相比，美光的HBM4可将带宽提高60%以上。
为了更好地应对从数据中心到边缘设备的人工智能增长，美光宣布对其业务部门进行基于细分市场的重组，此次重组预计将于公司2025年5月30日开始的第四财季完成。
新业务部门分别是云存储业务部门(专注于更大规模的超大规模云客户和数据中心客户的HBM)、核心数据中心业务部门(为数据中心设备制造商客户提供存储解决方案)、移动和客户端业务部门(为移动和客户端领域提供内存解决方案)以及汽车和嵌入式业务部门(针对汽车、工业和消费领域提供内存和存储解决方案)。
而据市场研究公司TrendForce报道，三星已实现4纳米逻辑芯片40%以上的稳定测试良率，这是实现HBM4 12层开发的关键要素。
(原文刊登于EDN姊妹网站Electronic Products，参考链接：JEDEC finalizes HBM4 standard，由Ricardo Xie编译。)
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