Společnost Samsung Electronics, světová jednička v oboru vyspělých paměťových technologií, uspořádala minulý měsíc každoroční akci Memory Tech Day, na které představuje převratné inovace a nové paměťové produkty urychlující technologický vývoj v mnoha odvětvích, například v cloudu, v edge computingu nebo v automobilovém průmyslu.

Akce se zúčastnilo na 600 zákazníků, partnerů a expertů v oboru. Představitelé Samsungu účastníky seznámili se svou vizí „Memory Reimagined“, tedy s novou koncepcí paměťových médií, do níž patří dlouhodobé plány na upevnění vedoucího místa v oboru, bližší pohled na tržní trendy a prosazování udržitelného podnikání. Firma zároveň představila nové technologie a produkty, například HBM3E Shinebolt, LPDDR5X CAMM2 nebo Detachable AutoSSD.

Jung-Bae Lee, prezident a ředitel paměťové divize ve společnosti Samsung Electronics, v úvodním projevu podrobně popisoval, jak Samsung v současném období překonává překážky pomocí inovací v nových tranzistorových strukturách a materiálech. Příklad: v současné době Samsung připravuje nové 3D struktury pro sub-10 nanometrové paměti DRAM, což umožňuje dosáhnout lepší kapacity čipů přes 100 gigabitů (Gb). Samsung navazuje i na řadu DRAM pamětí s 12 nm, masově vyráběno od května 2023, a dokončuje novou verzi s 11 nm a nejvyšší hustotou v celém oboru.

Zanedlouho se dočkáme i průlomu v technologii NAND, který umožní zmenšit jednotlivé buňky a vylepšit techniku perforace. Cílem je výroba modulů vertical NAND (V-NAND) s 1000 vrstvami. V současné době je ve vývinu devátá generace pamětí Samsung V-NAND, dosud s největším počtem vrstev na architektuře double-stack. Společnost už pro nový typ V-NAND vyvinula funkční čip, masová výroba by se měla rozjet příští rok.

„V nové éře umělé inteligence se celý obor ocitl na křižovatce, kde se protínají inovace a nové příležitosti. Je s tím spojená řada výzev, zároveň to ale znamená velký potenciál pro skokové změny,“ pokračoval Lee. „Naštěstí nám nechybí představivost ani vytrvalost, proto hodláme i nadále zůstat jedničkou na trhu, podporovat inovace a spolupracovat se zákazníky a partnery na řešeních, která otevírají nové cesty.“

Představuje se HBM3E alias Shinebolt

Současné cloudové systémy se vyvíjejí, aby optimalizovaly výpočetní výkon, což vyžaduje špičková paměťová řešení – musí zvládat velkou kapacitu, širokospektrální připojení i nároky virtuálních úložišť. Samsung již dříve dokázal jako první hráč v oboru uvést na běžný trh model HBM2 a v roce 2016 otevřel HBM trh technologii high-performance computing (HPC). Dnes firma představila modul HBM3E DRAM nové generace s názvem Shinebolt.

Samsung Shinebolt je kompatibilní s umělou inteligencí nové generace, vylepšuje celkové náklady na provoz (TCO) a zrychluje učení umělé inteligence a práci datových center. HBM3E zvládá úctyhodnou rychlost 9,8 Gb/s na jeden pin, což znamená možnou přenosovou rychlost přes 1,2 TB/s.

Kvůli možnému vytváření vyšších vrstev a lepším tepelným vlastnostem se optimalizace dočkala i technologie nevodivé fólie (NCF). Ta odstraňuje mezery mezi jednotlivými vrstvami čipu a maximalizuje tepelnou vodivost.

Samsung HBM3 8H i 12H už se vyrábějí sériově, zákazníci dostávají i první vzorky modelů Shinebolt. Samsung využívá své silné pozice v oblasti komplexních polovodičových řešení a hodlá nabízet i služby na klíč, tedy kombinace HBM nové generace, pokročilých obalových technologií a polovodičů.

Mezi další produkty představené na Memory Tech Day patří 32Gb DDR5 DRAM s největší kapacitou v oboru, první model 32Gb/s GDDR7 a petabytová verze PBSSD, výrazně vylepšující skladovací kapacity pro serverové aplikace.

Nové pojetí edge computingu s menšími rozměry

Dnešní technologie umělé inteligence mají za úkol zpracovat obrovské množství dat, proto se posouvají směrem k hybridním modelům, které rozděluje dělí pracovní zátěž mezi cloud a edge řešení. A právě k tomu se hodí nová řada paměťových modulů Samsung s vysokým výkonem, špičkovou kapacitou, nízkou spotřebou a menšími rozměry.

Kromě průlomového modelu LPDDR5X CAMM2[1] s 7,5 Gb/s, který byl měl přinést revoluci do příští generace DRAM pamětí pro počítače a notebooky, představil Samsung i LPDDR5X DRAM s 9,6 Gb/s, LLW[2] paměť pro umělou inteligenci. Další část nabídky tvořila nová generace Universal Flash Storage (UFS) a vysokokapacitní modul Quad-Level Cell (QLC) SSD BM9C1 pro PC.

Dláždíme cestu ke světovému prvenství v oblasti pamětí v automobilech

Výrobci automobilů dělají v poslední době další kroky na cestě k autonomnímu řízení, díky čemuž roste i poptávka po vysokokapacitních pamětech DRAM a technologii Shared SSD pro sdílení dat v systémech System on Chip (SoC). Za tímto účelem Samsung vyvinul technologii Detachable AutoSSD, tedy disk umožňující přístup k datům z jednoho SSD do více SoC prostřednictvím virtuálního úložiště.

Systém Detachable AutoSSD podporuje sekvenční čtení rychlostí až 6500 megabytů za sekundu (MB/s) s kapacitou 4 TB. SSD disk je odnímatelný, což výrobcům vozidel i uživatelům umožňuje snadnou modernizaci a úpravy systému. Samsung na akci představil i další paměťová řešení pro automobilový průmysl, například širokopásmové moduly GDDR7 a LPDDR5X v kompaktnějším provedení.

Technologií k lepší udržitelnosti

Samsung dlouhodobě usiluje o minimální dopad své činnosti na životní prostředí. Proto firma postupně zavádí do výroby polovodičů spoustu inovací s cílem vylepšit energetickou účinnost svých zařízení pro výrobce i konečné spotřebitele.

V současné době firma plánuje přechod na mimořádně úsporné paměťové technologie, které by mohly přispět k celkovému snížení spotřeby v datových centrech, u počítačů i u mobilních zařízení. Zároveň Samsung při výrobě přenosných SSD zařízení používá recyklované materiály a tím zmenšuje svou uhlíkovou stopu. Řešení nové generace, např. technologie PBSSD, také zásadně přispěje ke snížení spotřeby energie u serverových systémů, protože umožní maximálně využít omezený prostor v serverovně i v regálech.

Samsung při výrobě polovodičů spolupracuje se všemi zúčastněnými stranami v celém hodnotovém řetězci, zejména se zákazníky a partnery. I nadále hodláme hrát aktivní roli ve zvládání klimatických problémů prací na technologiích, díky nimž mohou být jiné technologie udržitelnější.

Další informace o polovodičových řešeních Samsungu a o akci Samsung Memory Tech Day 2023 najdete na webu https://semiconductor.samsung.com/events/techday-memory-2023/.

[1] CAMM: Compression Attached Memory Module.

[2] LLW: Low Latency Wide I/O.

V kategorii mobilních pamětí DRAM je Samsung světovou jedničkou již déle než deset let. Tím pádem má výraznou zásluhu na tom, že parametry špičkových chytrých telefonů pronikají i do cenově dostupnějších modelových řad a mnohem více uživatelů si tak může naplno vyzkoušet, co všechno současné mobilní technologie dovedou.

Díky úspornému provozu a špičkovým vlastnostem se paměti typu LPDDR DRAM dostávají do stále většího množství moderních výpočetních systémů – kromě telefonů jsou jimi vybaveny i počítače, výkonné výpočetní jednotky (HPC), servery a také automobily. Právě v poslední jmenované kategorii se tyto paměti v posledních letech prosazují obzvláště rychle.

V poslední době vzrostla poptávka po LPDDR DRAM pamětech především mezi výrobci počítačů – díky vysokému výkonu, nízké spotřebě a kompaktnímu provedení paměťových modulů mohou výrobci nabízet menší, lehčí a výkonnější notebooky.

LPDDR paměti jsou také čím dál důležitější součástí moderních automobilů. Funkce a nástroje pro autonomní jízdu generují stále větší množství dat, které je nutno zpracovat ve výjimečně krátké době – a právě tady moduly LPDDR DRAM excelují.

V datových centrech se zase mimořádně uplatní úsporný provoz těchto pamětí, neboť díky nim klesá celková spotřeba elektřiny a s ní i náklady na pořízení a provoz těchto center. Kromě toho se snižují i emise tepla a oxidu uhličitého a následně tedy dopad činnosti datových center na klimatické změny.

Poptávka po rychlejších, menších a úspornějších paměťových modulech ovšem roste všude, bez ohledu na konkrétní odvětví. Nástup LPDDR DRAM se tedy očekává i ve stále důležitější oblasti umělé inteligence a v metaverzu.

„Díky validaci datového přenosu rychlostí 8,5 Gb/s u paměťových modulů LPDDR5X DRAM můžeme zrychlit jejich uvádění na trh více než o rok, což je skvělý výsledek dlouhodobé spolupráce se společností Qualcomm Technologies,” říká Daniel Lee, výkonný viceprezident týmu pro plánování paměťových produktů Samsung Electronics. „LPDDR paměti se postupně šíří z telefonů do umělé inteligence a datových center a díky tomu roste i význam spolupráce mezi výrobci pamětí a dodavateli čipových systémů. Samsung proto bude i nadále spolupracovat s inovátory, mezi něž zajisté patří i Qualcomm Technologies, aby byly naše ekosystémy připravené na budoucí LPDDR moduly.“

„V Qualcomm Technologies usilovně podporujeme implementaci nejnovějších paměťových technologií do našich mobilních platforem Snapdragon. Jako první firma v oboru mobilních technologií jsme umožnili integraci nejnovější generace paměťových modulů LPDDR5X s datovým přenosem 8,5 Gb/s, což vylepšuje uživatelské zážitky i výkon samotných mobilních zařízení, jejich herních funkcí, fotoaparátů i aplikací s využitím umělé inteligence,“ prohlásil Ziad Asghar, viceprezident pro produktový management Qualcomm Technologies.