【ZOL中关村在线原创专访】当今时代，数字化浪潮席卷全球，人工智能（AI）技术正以迅猛之势改变着世界。从日常智能助手到复杂的人脸识别和自然语言处理，背后都离不开数据中心的强大支持。随着AI的火爆，数据中心建设也趋于智能化，推动了光模块、CPO等技术的发展，更让HBM3（HBM3E）等高性能内存技术成为行业焦点。
据Gartner预测，通用AI和生成式AI模型对高性能内存的需求将持续攀升，HBM的需求量将从2022年的1.23亿GB增至2027年的9.72亿GB，收入也将从2022年的11亿美元增长到2027年的52亿美元。在这一背景下，数据中心内存系统正面临着前所未有的变革与挑战。
数据中心内存系统的变革
在数据中心智能化和AI发展的浪潮中，Rambus作为半导体IP领域的重要企业，正积极应对HBM设备扩容挑战，不断突破技术边界，持续投入研发，以满足日益复杂的AI和机器学习模型对更高内存带宽和更大容量的需求。
Rambus高级副总裁兼半导体IP部门总经理Matt Jones
Rambus高级副总裁兼半导体IP部门总经理Matt Jones表示：“HBM正成为超级计算机和高性能计算的首选内存解决方案，并在数据中心得到更广泛的应用。”Rambus作为JEDEC成员，参与了HBM3/3E/4标准制定，致力于HBM技术开发，提供HBM4控制器IP及相应测试平台、专业技术支持等，可实现高达9.6Gbps的数据传输速率，有力地满足数据中心对带宽的永无止境的渴求。
为了支持HBM设备的持续扩容，Rambus在内存接口技术创新方面不遗余力。随着HBM4的推出，Rambus已将数据传输速率显著提升至高达每数据引脚10Gbps。凭借其1024位的接口位宽和这一最高数据速率，可提供高达1.23TB/s的内存吞吐量，这对于处理日益增长的数据密集型应用需求至关重要。同时，Rambus提供HBM4/3E/3及2E/2控制器IP，这些IP可与第三方的或客户自有的PHY解决方案进行搭配，简化整体设计，降低复杂性，并加快HBM设备的上市时间。
HBM技术采用2.5D/3D架构，将多层DRAM芯片进行垂直堆叠，从而在更小的物理尺寸内实现更高的内存单元密度。Rambus凭借其在高速信号处理和内存系统架构设计方面的专业知识，能够支持更高密度和更大容量的HBM设备的开发。
另外，Rambus与全球领先的内存和半导体公司紧密合作，如SK海力士、美光和三星等，确保HBM解决方案具有高度的兼容性、全面的测试，并始终处于技术前沿。持续的研发投入更是让Rambus不断突破HBM技术边界，以满足日益复杂的AI和机器学习模型对更高内存带宽和更大容量的需求。
Rambus如何应对技术挑战?
在HBM/GDDR实现方案的设计与制造过程中，设计者面临着诸多挑战，尤其是速度带来的问题。在高速运行下，尤其是在更低的电压下，保持信号完整性（SI）需要非常深厚的专业知识。设计者面临着更严格的时序和电压裕量，而损耗源的数量及其影响也在迅速增加。接口、封装和电路板行为之间的相互依赖性，要求采用一种对这些组件进行协同设计的方法，以维持整个系统的信号完整性。
Rambus丰富的建模和开发经验表明，分析从处理器PHY到内存的完整路径至关重要。这些相同的建模能力对于其他类型的互连也同样适用。随着速度的持续攀升，建模在设计过程中的重要性愈发凸显。作为信号完整性和电源完整性领域的领导者，Rambus拥有超过30年的经验，致力于助力实现市场上最高性能的系统。
Rambus与客户紧密合作，提供全系统信号和电源完整性分析，创建优化的芯片布局。客户将获得一个硬核解决方案，并附带一整套测试软件，用于快速启动、特性表征和调试。鉴于HBM4和GDDR7/6内存控制器的高性能和高复杂性，需要进行广泛的测试和验证以确保其可靠性与性能。除了提供控制器和测试平台的源代码外，Rambus还为客户提供专业服务，包括专家支持、根据客户需求的定制化服务、SoC集成支持等。
信号完整性问题在高速信号传输中变得尤为关键。随着数据速率的不断提高，信号路径中的任何不连续性都可能导致信号反射、衰减和串扰，从而影响系统的整体性能。Rambus通过其先进的建模工具和方法，能够精确地模拟和预测信号在复杂系统中的行为，从而帮助设计者在早期阶段识别和解决潜在的信号完整性问题。
电源完整性同样不可忽视。高带宽内存设备在运行过程中需要大量的电力供应，而电源分配网络中的任何波动都可能影响设备的稳定性和性能。Rambus在电源完整性设计方面拥有丰富的经验，能够提供优化的电源管理解决方案，确保设备在各种工作负载下都能获得稳定可靠的电力供应。
另外，热管理也是高性能内存设备面临的一大挑战。高密度的内存芯片在高速运行时会产生大量的热量，如果不能有效散热，将导致设备性能下降甚至损坏。Rambus在其HBM4解决方案中采用了创新的热设计技术，通过优化芯片布局和封装结构，提高了散热效率，确保设备在高负载下也能保持良好的工作状态。
Matt Jones指出：“随着AI模型的日益复杂和数据中心对高性能内存需求的不断增长，内存技术必须不断创新以满足这些挑战。我们在信号完整性、电源完整性和热管理方面的专业知识使我们能够为客户提供可靠的解决方案，帮助他们在激烈的市场竞争中保持领先地位。”
他进一步强调：“我们与全球领先的内存和半导体公司紧密合作，确保我们的HBM解决方案具有高度的兼容性、全面的测试，并始终处于技术的最前沿。这种紧密的合作关系使我们能够快速响应市场变化，为客户提供最适合其需求的解决方案。”
未来市场将如何发展？
数据中心服务器的运行消耗大量电力，内存解决方案的改进为提升数据中心整体能效提供了机会。内存行业在追求更高带宽和更大内存容量的同时，也高度关注能效提升。Rambus在其产品路线图规划中高度重视这一因素。
这也意味着Rambus将继续巩固和利用当前的市场领导地位，持续推动先进内存技术的研发，为数据中心带来更高效、更节能的解决方案。
我们看到，在国内市场中，随着中国数据中心智能化和AI的发展，Rambus既面临机遇也面临挑战。AI/ML需要处理海量数据并进行快速的数据处理，中国数据中心的不断发展将使市场对高带宽、低延迟存储解决方案的需求迅速增长。
Rambus凭借在高带宽内存技术领域的创新历史和全面的产品组合，能够提供满足数据中心带宽需求的解决方案。同时，随着敏感数据越来越多地存储在数据中心，数据安全和隐私变得愈发关键。Rambus可提供整体性的安全IP解决方案，包括信任根、内联内存加密、安全协议引擎等，为使用中、传输中和静态的数据提供保护。
写在最后
在数据中心智能化和AI发展的浪潮中，Rambus积极应对HBM设备扩容挑战，不断突破技术边界，持续投入研发，以满足日益复杂的AI和机器学习模型对更高内存带宽和更大容量的需求。
通过技术创新和与行业领先企业的合作，Rambus为数据中心内存系统的未来发展注入强大动力，助力数据中心应对AI时代的各种挑战，同时也为自身在这一领域的持续发展奠定了坚实基础。
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