快科技 9 月 2 日消息,AMD 近日在内部技术研讨会上披露了一项令人振奋的实验数据:基于混合键合(Hybrid Bonding)技术的 3D DRAM 架构,其能效相比传统 HBM 堆栈最高可提升 17 倍。这意味着在相同功耗下,数据传输效率可实现数量级的飞跃。
传统 HBM 虽然通过 TSV 硅通孔将 DRAM 芯片垂直堆叠,但芯片之间仍依赖微凸块进行连接。这些微小的焊料球在连接时会产生物理间隙,必须用液态塑料填充物填充,这带来了寄生电阻、限制连接密度,并阻碍热量散发等问题。

AMD 提出的混合键合 3D DRAM 则完全颠覆了这一设计。它将 DRAM 芯片直接堆叠在 XPU(处理器或加速器)的正上方,消除了传统 PHY 接口带来的瓶颈。
在工艺上,它放弃微凸块,直接将晶圆抛光到原子级平整度,让铜与铜在加热后直接融合(Cu-Cu 键合) 。
值得一提的是,3D DRAM 的优势远不止于能效。 将 DRAM 直接放在计算芯片上方,极大地缩短了数据搬运的物理距离。在 AI 加速器中,数据移动消耗了大量能源,缩短距离能直接降低功耗。
此外,混合键合还能实现更高的互连密度,在更小空间内提供更大的数据带宽。
虽然前景诱人,但 3D DRAM 距离大规模量产仍有很长一段路要走。
阻碍其商业化的最大阻碍正是散热。 在混合键合的加热处理阶段,高温会导致 DRAM 单元的电荷保持能力下降(即刷新退化)。将发热大户 DRAM 直接堆叠在同样炙热的计算芯片上方,热量很难有效散出。
因此,如何在实现高效能键合的同时保证 DRAM 的稳定性,是 AMD 和整个行业亟待攻克的难题。

这项技术是 AMD 在 3D V-Cache 技术之后的又一次大胆延伸。从在 CPU 上堆叠 SRAM 缓存,到如今探索在 XPU 上堆叠 DRAM,AMD 正在用垂直空间换取性能与能效的突破。
可以预见,一旦散热问题得到解决,3D DRAM 将彻底改写未来 AI 芯片和 HPC 处理器的内存架构。


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