高带宽内存突破4Gbps！Rambus独家内存接口方案发力AI和HPC市场

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（电子发烧友报道 文/章鹰）由人工智能、机器学习（AI/ML）、HPC和数据中心引领的高带宽存储（HBM）业务正在快速增长。高带宽内存（HBM）于2013年推出，是一种高性能3D堆栈SDRAM构架。与前一代产品一样，HBM2为每个堆栈包含最多8个内存芯片，同时将管脚传输速率翻倍，达到2 Gbps。HBM2实现每个封装256GB/s的内存带宽（DRAM堆栈），采用 HBM2规格，每个封装支持高达8GB的容量。德勤发布的最新调研报告显示，中国已经成为全球人工智能发展最快的国家之一，2020年，中国AI市场规模将达到710亿人民币，2015到2020年中国AI市场的复合增长率达到44.5%，内存宽带是影响AI发展的关键因素。

2018年末，JEDEC宣布推出HBM2E规范，以支持增加的带宽和容量。当传输速 率上升到每管脚3.6Gbps时，HBM2E可以实现每堆栈461GB/s的内存带宽。还有，HBM2E支持12个DRAM的堆栈，内存容量高达每堆栈24GB。

今年第一季度，美光宣布旗下第二代高带宽存储器（HBM2）即将开始出货。出色的带宽、容量，低功耗的延迟、 极小的尺寸空间，使HBM2E内存成为AI训练硬件的最佳选择。

“在人工智能领域，对带宽需要上升到1.0Gbps需求，Rambus HBM2E的性能正式提高到4.0 Gbps每秒，4.0 Gbps是全新的行业标杆，我们一个开发过程中的合作伙伴就是SK海力士，我们提供的HBM2E内存达到了3.6Gbps的数据传输速率，而在和他们的合作过程中我们将速率进一步地推进到了4.0 Gbps。” Rambus IP核产品营销高级总监Frank Ferro分享说，“此次产品发布Rambus将会为人工智能以及机器学习的应用客户提供更加完整的解决方案，解决方案适用于人工智能以及机器学习的训练，同时也非常适用于高性能计算系统。”

HBM2E的产品四大核心差异化的优势

据悉，Rambus定位是全球内存解决方案的领先提供商，其聚焦三大块业务：基础架构许可，Silicon IP授权：主要是安全IP和接口IP，其中接口IP有Memory、SerDes、PHY和控制器，最后是内存接口芯片的产品。与其他竞争对手相比，Rambus的独特之处在于：首先，这家公司在内存IP层面Rambus提供一站式的采购和交钥匙服务。2019年，Rambus完成了对全球知名的IP控制器公司Northwest Logic的收购，后面又完成了对Verimatrix安全IP业务部门的收购，这些收购对客户提供更为完整的方便的一站式解决方案，加速客户产品上市时间。

其次，Rambus 大中华区总经理 Raymond Su表示，Rambus是全球领先的HBM IP供应商。在HBM IP领域，Rambus在全球已经有50多个成功项目案例，积累了大量的经验。同时，Rambus在DDR5 Buffer Chip（缓冲芯片）业界进度方面全球领先。在DDR5内存接口芯片市场，Rambus有信心改变市场格局。

此次Rambus发布的HBM2解决方案有四大亮点：一、提供的是完全集成而且经过验证的PHY以及内存控制器IP解决方案，在物理层面实现完整的集成互联。除了完整的内存子系统之外，Rambus的PHY经过了硬核化处理，同时完成了timing closed也就是时序收敛的工作。Rambus可以为客户提供非常用户友好的解决方案，帮助他们大幅度缩短设计时间，加快产品的上市速度。

二、拥有着非常丰富的生产经验，现在我们已经拥有了第三代PHY以及第二代的内存控制器。从2017年正式投产HBM解决方案以来，这家公司已经成为了业界第一的HBM IP供应商，在全球范围内已经实现了超过50多个成功项目案例，积累了大量支持和服务客户经验。

三、除了最新发布的4 Gbps，台积电7纳米工艺生产的产品HBM2E之外，Rambus在12纳米、14纳米等不同的工艺节点有不同的IP产品在市场上销售。比如Rambus和Global Foundries合作，采用12纳米及14纳米的制程工艺。第一款产品是速度2.0 Gbps每秒的HBM2，已量产。

此外，HBM2E产品现在与三星14纳米以及11纳米合作。截至到目前，基于非常丰富的产品线，Rambus与所有主流的晶圆厂商都有合作，也支持所有主流不同的制程和工艺节点。

四、Rambus提供给客户一套工具Lab Station，让他们将HBM2E解决方案直接插入到他们的终端系统当中，来构建一个非常独立的内存子系统。比如，Rambus和遂原科技合作，选择了Rambus HBM2作为自己的AI训练芯片，除此之外，作为该接口IP的补充，Rambus还提供硅中介层和封装参考设计，并支持信号和电源完整性(SI/PI)分析。

Rambus针对中国市场的三大举措

“中国市场对于整个Rambus全球市场来说扮演着非常重要的角色，Rambus将会为中国市场带来最新和最先进的技术。我们会紧密地和中国的云厂商、OEM和ODM合作，推动整个内存产业生态系统的建设。” Rambus 大中华区总经理 Raymond Su对记者表示。

带宽是AI发展的重要驱动因素，如何推动内存带宽的发展？Raymond Su认为，GDDR6和HBM2E是非常重要的两个利器，Rambus有信心通过在HBM2E和GDDR6的行业领先的地位助力中国人工智能迈向下一个发展的浪潮。

客户为什么会选择Rambus的HBM？从中国市场可以看到，选择做HBM芯片的客户首先HBM的投资是比较巨大的，因为一般来说他们总是跟先进的节点相绑定。客户在选择IP的过程中，会倾向选择一个比较成熟的IP，其次在整个对SoC的芯片设计上能获得类似turn key的服务，这样才更便于加速自己芯片 time to market的时间。Raymond Su还特别强调，Rambus在SI高速信号完整性和电源完整性方面有非常独道的经验，这些都可以带给客户不一样的体验。

“在疫情期间，我们基于Lab Station这套系统性的支持服务，和客户的技术交流正常进行，我们可以帮助客户提供远程的支持，同时可以帮助他们实现远程的设备启动。有一个中国客户就是在Lab Station这套系统的协助和辅助之下在一周之内完成了整个设备的支持和启动。” Frank Ferro分享了沟通和合作的经验。

中国市场对于边缘计算、AI芯片和服务器的内存需求都非常庞大，如何平衡新的内存接口方案成本与客户需求？Frank Ferro指出，针对不同的应用场景，客户在成本以及性能之间必须要做出一个权衡和妥协。HBM成本高，但是相对而言带来更高的性能，比如人工智能的训练，它对带宽和性能的要求非常高，除此之外还有高性能计算HPC以及一些网络应用，客户可能都会选择HBM，主要的优势是它的高带宽和高性能；而在靠近终端用户的，比如家居产品或设备，它的成本的敏感性就非常高。选择HBM产品，它的成本就可能过于昂贵。在这种情况下，客户会在全部的内存产品当中进行一个灵活的寻找，在整个功耗诉求、性能诉求以及价格成本之间达到一个最好的平衡。这点是Rambus一直以来在帮助客户做的。

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