تعمل سامسونج على تطوير ذاكرة النطاق الترددي العالي (HBM) خصيصًا للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية، وتخطط لاستخدام تكنولوجيا التغليف المعقدة لتحويل هذه المحطات الطرفية المتنقلة إلى منصات حوسبة محلية قوية تعمل بالذكاء الاصطناعي. حاليًا، يتم نشر HBM بشكل أساسي في الخوادم ومراكز البيانات، وتأمل Samsung في استخدام نموذج DRAM عالي الأداء هذا لتوسيع هوامش ربحها بشكل أكبر في ظل موجة الذكاء الاصطناعي دون فقدان أي سوق محتمل.
وأشار التقرير إلى أن هدف سامسونج هذه المرة هو تطوير تقنية HBM المتكيفة مع الأجهزة المحمولة، والتي يمكن أن تزيد بشكل كبير من قوة الحوسبة وعرض النطاق الترددي دون زيادة كبيرة في إشغال المساحة وعبء استهلاك الطاقة، وبالتالي دعم مهام الاستدلال الأكثر تعقيدًا للذكاء الاصطناعي. بالمقارنة، لا تزال ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) المتنقلة الحالية تهيمن عليها روابط الأسلاك النحاسية، وعادةً ما تتراوح أطراف الإدخال/الإخراج الخاصة بها بين 128 إلى 256. ولحجم الدبوس المحدود اختناقات واضحة في تحسين عرض النطاق الترددي وتقليل فقدان الإشارة والحرارة.
لحل هذه المشكلة، تخطط سامسونج لإدخال "أعمدة نحاسية ذات نسبة عرض عالية جدًا" جنبًا إلى جنب مع التعبئة والتغليف على مستوى الرقاقة (FOWLP) في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية. وقد تم تطبيق حل التغليف هذا مسبقًا على شرائح على مستوى النظام مثل Exynos 2600 لتعزيز تبديد الحرارة وتحسين الأداء تحت الحمل المستمر. وعلى هذا الأساس، تأمل سامسونج في نقل HBM على مستوى الخادم إلى المحطة المتنقلة في شكل أكثر إحكاما لتوفير نطاق ترددي أعلى للذاكرة وقدرات إنتاجية بيانات لنماذج الذكاء الاصطناعي المحلية.
ونقل التقرير عن مصادر قولها إنه من خلال التقدم في مجال مكدس النحاس العمودي (VCS)، تستطيع سامسونج تكديس قالب DRAM متعدد الطبقات في هيكل "سلم" في مساحة محدودة، ثم استخدام الأعمدة النحاسية لملء الفجوات، وبالتالي تحقيق تعبئة HBM متعددة الطبقات في أجهزة محمولة محدودة الحجم. بالمقارنة مع الحلول التقليدية، قامت سامسونج بزيادة نسبة العرض إلى الارتفاع للأعمدة النحاسية في حزمة VCS من 3–5:1 الأصلية إلى 15–20:1، وهو التغيير الذي أدى إلى تحسين أداء النطاق الترددي الإجمالي بشكل ملحوظ.
ومع ذلك، فإن هذا التصميم ذو نسبة العرض إلى الارتفاع العالية يجلب أيضًا تحديات جديدة: مع زيادة نسبة العرض إلى الارتفاع، يجب تقليل قطر الأعمدة النحاسية. بمجرد أن يصبح القطر أقل من 10 ميكرون، قد تنحني الأعمدة النحاسية أو حتى تنكسر، مما يؤثر على الموثوقية الهيكلية. ولتحقيق هذه الغاية، يوفر FOWLP دعمًا ميكانيكيًا إضافيًا من الناحية الهيكلية عن طريق تمديد الأسلاك النحاسية إلى الخارج لتحسين استقرار الحزمة الشاملة. كما أنه يوسع عدد محطات الإدخال/الإخراج المتاحة، وبالتالي زيادة عرض النطاق الترددي. تقدر التقارير أن زيادة عرض النطاق الترددي يمكن أن تصل إلى حوالي 30٪.
ليس من الواضح متى سيتم تسويق HBM الذي طورته سامسونج للأجهزة المحمولة رسميًا، ولكن انطلاقًا من الجدول الزمني، من المتوقع أن تكون هذه التقنية هي الأولى التي يتم تثبيتها على منصة Exynos 2800 أو Exynos 2900 المستقبلية. كانت هناك شائعات سابقة مفادها أن Exynos 2800 سيستخدم وحدة معالجة الرسومات التي طورتها سامسونج ذاتيًا ولا يقتصر على خط إنتاج الهواتف الذكية، مما يزيد من أهمية أنظمة التخزين الفرعية ذات النطاق الترددي العالي والإنتاجية العالية.
بالإضافة إلى Samsung، تم الكشف أيضًا عن أن شركة Apple تخطط لاستخدام HBM على أجهزة iPhone المستقبلية لتحسين تجربة الذكاء الاصطناعي من جانب الجهاز، ولكن من غير الواضح حاليًا ما إذا كانت ستشتري التكنولوجيا أو المكونات ذات الصلة من Samsung. وتستكشف هواوي أيضًا إمكانية إدخال HBM في الهواتف الذكية. ومع ذلك، وبالنظر إلى عوامل مثل سلسلة التوريد والجغرافيا السياسية، تعتقد الصناعة أن احتمال دخول سامسونج إلى نظام التوريد للمصنعين الصينيين منخفض.
ومع ذلك، بعيدًا عن المسار الفني، لا تزال مشكلة التكلفة تمثل عتبة رئيسية تحدد ما إذا كان بإمكان HBM تنفيذ محطات متنقلة على نطاق واسع. وأشار التقرير إلى أنه في ظل البيئة الحالية لارتفاع أسعار الذاكرة، قد يقوم مصنعو الهواتف الذكية بتقييم الجدوى الاقتصادية لإضافة HBM إلى أجهزتهم بعناية أكبر، واختيار الانتظار والترقب، في انتظار انخفاض الأسعار قبل وضع الخطط.
في ظل هذه الظروف، في السنوات القليلة المقبلة، قد تظل الوسائل الرئيسية لتحسين قدرات الذكاء الاصطناعي المحلية للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية تركز على قوة حوسبة الرقائق وتحسين نظام التخزين (مثل LPDDR عالي الأداء أو واجهات التخزين الأسرع)، بدلاً من اعتماد HBM الأعلى تكلفة على نطاق واسع. ومع ذلك، بمجرد عودة العرض والطلب في سوق الذاكرة إلى التوازن واستقرار الأسعار، من المتوقع أن يستخدم المصنعون الذين تمثلهم سامسونج HBM المحمول لتوسيع مساحة التخزين ذات النطاق الترددي العالي من مراكز البيانات إلى المحطات الشخصية، مما يعيد تحديد الحد الأعلى لتجربة الذكاء الاصطناعي المحلية.