Tradicionalmente, os fabricantes de chips consideravam o lançamento de novas tecnologias de memória um grande avanço, com a DRAM sendo o componente central desses desenvolvimentos. Contudo, o aumento dos custos, as dificuldades de desenvolvimento e os problemas de eficiência energética levaram o setor a explorar alternativas mais viáveis.
Nesse cenário, a memória HBM (High Bandwidth Memory) vem evoluindo constantemente, mas, atualmente, está se tornando um gargalo devido à sua limitada disponibilidade.
Uma maneira simples de entender a funcionalidade de um processador de IA é imaginá-lo trabalhando em uma mesa. A HBM funciona como um espaço de trabalho pequeno, porém extremamente rápido, ao lado do processador. Em contraste, a memória NAND, que é mais devagar, pode armazenar uma quantidade muito maior de dados a um custo inferior. A SanDisk apresentou recentemente soluções envolvendo a HBM, o que mostra uma tentativa de melhorar essa dinâmica.
Esse tipo de memória, no entanto, tem suas desvantagens, como capacidades menores. Embora os fabricantes de DRAM estejam constantemente oferecendo velocidades mais rápidas e maiores capacidades a cada nova geração, essa evolução ainda não conseguiu atender a plena demanda do mercado.
Por outro lado, a memória NAND, que proporciona maior capacidade a um custo mais acessível, fica mais distante do chip, o que resulta em uma transferência de dados mais lenta. Essa memória, até o momento, não alcançou os níveis de velocidade da DRAM, especialmente da HBM.
Melhor de dois mundos
Para enfrentar esses desafios, a SanDisk anunciou seus planos para uma solução conhecida como HBF (High-Bandwidth Flash) há algum tempo. Essa nova tecnologia tem como base uma arquitetura hierárquica semelhante à da HBM, que consiste na sobreposição de múltiplas camadas de memória flash NAND.
Cada camada se conecta através de múltiplas vias através do silício (TSVs), unindo todos os pacotes NAND em uma única estrutura. Enquanto a HBM oferece capacidades que vão de 32 a 64 GB por pilha, a HBF pode alcançar até 4 TB. Apesar de essas inovações solucionarem problemas de capacidade e velocidade, as demandas futuras por Inteligência Artificial (IA) e computação de alto desempenho (HPC) exigem soluções ainda mais avançadas, o que leva à recente patente da SanDisk, “US 12.430.274 B2”.
Essa patente explora a ideia de empilhar em 3D um bloco de memória flash NAND utilizando um Arranjo de Cátodos CMOS (CBA) abaixo de um bloco de computação principal, que pode ser um acelerador de IA ou uma GPU. Nessa abordagem, a DRAM HBM é mantida no mesmo interposer, mas com um propósito diferente.
Matando dois coelhos com uma só cajadada
A memória HBM realiza o processamento imediato necessário, enquanto a memória Flash NAND presente no módulo é utilizada para operações de leitura e gravação, manejando conjuntos de dados maiores.
A memória Flash NAND oferece uma maior largura de conexão entre o chip de computação e o módulo de memória, resultando em uma redução na velocidade, no custo e no consumo energético. Embora essa nova arquitetura sugira métodos que podem superar os gargalos existentes na memória, é crucial lembrar que ainda se trata de uma patente, não de um produto totalmente desenvolvido e pronto para o mercado.
É importante considerar diversos fatores, como o consumo de energia e o custo de produção de um chip que integre tanto NAND quanto DRAM em um único encapsulamento. Esses aspectos precisam ser cuidadosamente abordados antes que qualquer proposta semelhante se torne viável para o consumidor.
Por outro lado, a boa notícia é que essa patente oferece uma vantagem competitiva real e comprovada em relação a arquiteturas anteriores, especialmente pela ampla interface e o roteamento através do módulo, elementos que são desafiadores de serem replicados por concorrentes.
No entanto, na prática, haverá uma diferença significativa entre o que a SanDisk protegeu com a patente e o que eventualmente será disponibilizado no mercado. Resta agora saber quanto tempo será necessário para que essa diferença se torne suficientemente pequena para justificar um investimento nesse tipo de tecnologia.
Fonte:: adrenaline.com.br
