Исследователи из центра передовых технических разработок imec опубликовали научную работу под названием "За пределами HBM-on-GPU: тепловой пакет для интеграции 3D-памяти DRAM с графическими процессорами", в которой представили инновационную архитектуру памяти, направленную на преодоление тепловых ограничений, с которыми сталкиваются современные технологии памяти с высокой пропускной способностью (HBM).
Архитектура вертикальной компоновки
Предложенная архитектура основана на повороте чипов динамической памяти с произвольным доступом (DRAM) и их вертикальном размещении поверх графического процессора (GPU), вместо использования традиционных технологий прямой компоновки или 2.5D-корпусирования. Для управления тепловыми проблемами, возникающими из-за такой плотной компоновки, исследователи предложили интегрировать охлаждающие каналы между слоями памяти.
Что меняется на практике?
Важность этого исследования заключается в устранении теплового «узкого места», ограничивающего производительность центров обработки данных и процессоров для искусственного интеллекта. С помощью теплового моделирования на уровне корпуса команда оценила несколько технических переменных, включая:
- Высоту компоновки и ее влияние на эффективность охлаждения.
- Емкость памяти и ее структурную организацию.
- Материалы, используемые в охлаждающих каналах.
- Добавление выделенного слоя для контроллера памяти и сетевого интерфейса на кристалле (NoC).
Эти подходы позволяют инженерам расширить "тепловой пакет", что означает возможность увеличения плотности памяти вблизи процессора без ущерба для стабильности производительности из-за перегрева, что является критически важным для разработки следующего поколения ускорителей искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений (HPC).
Технические последствия
Это исследование представляет собой шаг к улучшению интеграции памяти и процессора (System-Technology Co-Optimization), где задача заключается не только в увеличении емкости, но и в управлении теплом, выделяемым при сближении компонентов в трехмерном пространстве. Данное исследование предоставляет справочную базу для проектировщиков для оценки компромиссов между тепловыми характеристиками и емкостью памяти в передовых системах корпусирования.