全球先進記憶體技術領導品牌三星電子，宣布成功開發業界首款512GB CXL（Compute Express Link）DRAM，為CXL商轉邁出重要步伐，實現未來IT系統的超高記憶體容量和低延遲表現。

三星自2021年5月推出業界首款配備現場可程式化邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）的CXL DRAM原型機以來，長期與數據中心、企業伺服器、晶片組供應大廠密切合作，埋首開發改良的客製化CXL裝置。

新型CXL DRAM以特殊應用積體電路（ASIC）CXL控制器建構，並首次封裝512GB DDR5 DRAM，其記憶體容量為前一代Samsung CXL產品的四倍，系統延遲則降至五分之一。

三星電子記憶體全球業務行銷副總裁、身兼CXL聯盟總監的Cheolmin Park表示：「隨著三星積極擴大CXL DRAM於新世代記憶體架構中的應用，包括軟體定義儲存（SDM）；以及人工智慧（AI）、大數據服務的大躍進，都將助力CXL DRAM成為未來運算架構的關鍵轉捩點。三星將持續密切攜手業界，共同開發和標準化CXL記憶體解決方案，促進生態系的健全發展。」

Lenovo 基礎架構解決方案事業群技術長Greg Huff表示：「身為CXL聯盟的活躍成員，Lenovo致力開發此項重要標準，協力打造以新型CXL互聯技術為核心的生態系。而身為三星CXL開發計劃的一員，我感到十分榮幸，並將於未來Lenovo系統中的CXL創新產品內，注入成長與應用的動力」。

Montage 科技策略技術副總裁Christopher Cox談到：「CXL為一項關鍵技術，其能藉由更創新的方式管理記憶體擴充和池化，於新世代伺服器平台中扮演十分重要的角色。Montage非常高興持續與三星合作，推動CXL生態系的迅速擴展。」

近年來，隨著元宇宙、人工智慧和大數據的蓬勃發展，產生數據量呈現爆炸性成長。然而，受限於傳統的DDR設計架構，記憶體的容量擴充難以達到10TB等級，因此需要如CXL全新記憶體的介面技術。

CXL和主記憶體共用的龐大記憶體池，使伺服器得以擴充記憶體容量至10TB等級，同時將頻寬增加至每秒數TB。

三星推出的512GB CXL DRAM為首款支援PCIe 5.0介面的記憶體裝置，並將採用EDSFF（E3.S）尺寸規格，特別適合新世代高容量企業伺服器和數據中心。

本月下旬，三星將公佈其開源可擴展記憶體開發套件（Scalable Memory Development Kit，SMDK）的更新版本。該全方位軟體套件，能使CXL記憶體擴展器於異構記憶體系統中順暢運作，因此系統開發人員可輕鬆將CXL記憶體導入AI、大數據和雲端應用程式等各式IT系統，無須修改現有的應用環境。

今年第三季起，三星將開始提供客戶和合作夥伴512GB CXL DRAM樣品，聯合進行評估和測試，並隨著新一代伺服器平台的推出，為記憶體的商轉化做好準備。身為CXL聯盟的理事會成員，三星將於開發新世代介面技術上，與眾多的全球數據中心、伺服器和晶片組供應大廠展開開放式合作，為IT產業創造實質助益。

三星電子記憶體產品企劃部資深副總裁Kwangil Park指出：「三星研發的HBM-PIM為業界首款可程式化的PIM解決方案，專為HPC、訓練與推論等多樣由AI驅動的工作量身打造。我們將以此突破性技術為基礎，進一步與AI解決方案提供者合作，聯手開發更先進的PIM應用。」

阿岡國家實驗室電腦運算暨環境與生命科學副主任Rick Stevens表示：「非常高興見證三星成功解決HPC與AI運算所面臨的記憶體頻寬／電力挑戰。HBM-PIM的效能，及在AI應用類別中展現的功率增益表現令人印象深刻。期待透過雙方合作，針對其他阿岡國家實驗室感興趣的議題進行效能評估。」

迄今多數運算系統係以馮紐曼架構為基礎，該架構採用獨立處理器與記憶體單元傳送數百萬筆複雜的資料處理工作。此循序處理方式需將資料來回移動，在處理持續增加的資料時，會導致系統效能降低。

反之，HBM-PIM於每個記憶體庫（儲存子單元）內加入DRAM優化AI引擎，直接提供資料儲存位置所需的處理能力，不僅達到並行處理，亦同時大幅降低資料移動。當套用三星現有HBM2 Aquabolt解決方案時，新架構便能展現超過兩倍的系統效能，同時降低逾70%的耗電量。HBM-PIM亦無須修改任何軟硬體，遂能加快現有系統的整合速度。

三星針對HBM-PIM的研究論文經獲選並發表於2月22日的國際固態電路研討會（ISSCC）。目前三星已提供HBM-PIM予AI解決方案領域的領導合作夥伴，並透過AI加速器進行測試，預計將於今年上半年完成驗證。

百度昆侖晶片設計奠基於該公司針對雲端、邊緣運算和AI應用，而自主研發的尖端神經處理器架構 XPU，以及搭配三星I-Cube (Interposer-Cube)封裝解決方案的14奈米製程技術。

百度昆倫晶片提供 512 GBps記憶體頻寬，能在150瓦的功率下實現每秒260兆次（TOPS） 的處理能力。此外，該款新晶片支援針對自然語言處理而建立的訓練模型Ernie，使其推理速度較傳統GPU/FPGA加速模型提高3倍。

借助該晶片突破極限的運算能力與效能，高效支援大規模的AI工作量等多項功能，例如搜尋排序、語音辨識、影像處理、自然語言處理、自動駕駛和 PaddlePaddle 等深度學習平台。

兩大巨擘的首次晶圓代工合作，百度將提供讓AI性能最大化的先進AI平台，而三星能將其晶圓代工事業版圖，拓展到專為雲端和邊緣運算而設計的高性能運算晶片(HPC)。

三星晶圓代工行銷副總裁 Ryan Lee 表示：「很高興能運用三星14奈米製程技術，為百度展開新的晶圓代工服務。『百度昆倫』是三星晶圓代工的重要里程碑，藉由研發和大規模量產AI晶片，將事業版圖自行動領域，跨足至數據中心等多元應用。三星將提供全方位的晶圓代工解決方案，從設計支援到製造技術，例如5LPE、4LPE和2.5D封裝等。」

百度主任架構師歐陽劍表示：「很高興能與三星一起引領 HPC 產業，昆倫晶片是一項極具挑戰性的專案，不僅要求高可靠性和性能，亦匯集半導體產業最先進的技術。三星的尖端製程技術與實力堅強的晶圓代工服務，讓我們得以實現並超越目標，帶來卓越的AI使用者體驗。」

隨著 AI 和 HPC 等多元化應用要求更高性能表現，晶片集成技術日形重要。三星的I-Cube技術－透過中介層連接邏輯晶片和高頻寬記憶體（HBM2），利用三星的差異化解決方案，以最小尺寸提供更高的密度與頻寬。

相較舊有的技術，這些解決方案能最大化產品性能，將電源、信號完整性提升超過50%。展望未來，i-Cube技術將開啟異質運算市場的新世代。三星亦積極開發更先進的封裝技術，例如再分配層(RDL)插路器和4x、8x HBM集成封裝。

2.5D 封裝結構

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