2024存储四大“芯”应用:AI服务器 、AI PC、移动终端、智能汽车
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2024存储四大“芯”应用:AI服务器 、AI PC、移动终端、智能汽车
发布时间: 2024-01-30
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科技对算力的需求、消费者的购买力是存储市场的两大主要驱动力。未来几年,生成式人工智能将成为存储器行业的重要驱动因素。首先,在推理和训练中需要使用大量的GPU加速卡,其中有大量的高带宽存储器(HBM),帮助其快速高效的处理并行数据。其次,生成式人工智能也将推动终端消费电子产品的更新换代,如AI PC有望将引发新一轮PC换机潮,随着生成式AI技术的发展,预计将缩短未来PC的更换周期。

如今存储芯片上涨风气正胜,存储器备受关注。本期就让我们将目光聚焦于蓄势待发的存储厂商。面向未来行业增长的AI服务器、AI PC、移动终端、智能汽车等核心驱动市场,全球巨头和国内翘楚都布局了哪些新的技术和重磅产品?让我们一起来盘点下:


AIGC推动存储架构新变革

AIGC 浪潮带动 AI 服务器与高端 GPU 需求不断上涨,并有望持续推动 HBM 存储芯片市场高速成长。HBM的优势在于打破了内存带宽及功耗瓶颈。HBM(High Bandwidth Memory)即高带宽存储器,属于图形DDR内存的一种,通过使用先进的封装方法(TSV硅通孔技术)垂直堆叠多个DRAM,与GPU通过中介层互联封装在一起,大幅缩小使用面积;并且 HBM 距离 GPU 更近,进一步提升数据传输速度。

随着AMD、英伟达等推出的GPU竞相搭载HBM芯片,HBM正成为HPC军备竞赛的核心。根据方正证券报告,2022年全球HBM市场规模约为36.3亿美元,预计至2026年市场规模将达127.4亿美元,复合年增长率达37%。当前HBM市场三分天下,SK海力士技术领先,三星、美光正加速追赶。


SK海力士

全球人工智能存储器龙头供应商 —— SK海力士HBM3E率先达到了业界1.18TB/秒的数据处理速度,满足了人工智能市场快速处理海量数据的需求。该产品还采用了Advanced MR-MUF2新技术,散热性能提升了10%,计划于 2024 年上半年开始量产。此外,消息称SK海力士已确认2024年将启动下一代HBM4的开发工作。(图片来源:SK海力士)


三星电子

全球存储芯片龙头供应商 —— 三星电子32Gb DDR5 DRAM 是目前单芯片容量最大的DRAM产品,于2023 年9月首次开发,是一款适用于服务器的高容量产品系列。此外,三星电子将引领AI创新的超高性能HBM3E DRAM“Shine Bolt”与现有HBM3产品相比,性能和容量提升了50%以上。HBM3E采用12层(堆叠)技术,提供每秒1280GB的带宽和高达36GB的高容量。(图片来源:三星电子)


江波龙

作为国内少数可同时研发并量产企业级RDIMM和SSD的厂商之一 —— 江波龙(elexcon2024参展商)旗下行业类存储品牌FORESEE还推出了DDR5 RDIMM与PCIe SSD的产品组合方案,以匹配AI服务器领域大带宽、低延迟的主要需求,该方案也可作为HBM需求的有益补充,目前已成功量产。(图片来源:江波龙)

目前 HBM 可以提升主存的速度,而新型存储器则推动了存算一体技术迭代。其中,阻变存储器ReRAM是实现存算一体的最佳方案之一。

ReRAM 的单元面积极小,可做到 4F²,读写速度是 NAND FLASH 的 1000 倍,且功耗下降 15 倍。同时利用 ReRAM 存储技术的电阻特性,可实现乘加运算,从而形成新的存算一体运算架构,突破现有冯诺依曼架构瓶颈, 从而实现传统 AI 芯片能效比的数量级提升。在 ReRAM 商业化方面,国际厂商松下、Crossbar、Adesto、Elpida、东芝、索尼、美光、海力士、富士通等都在开展 ReRAM 的研究和生产。




AI PC带动存储规格升级

在刚刚过去的CES 2024上,AMD、英伟达、联想、宏碁等芯片和消费电子大厂联袂亮出了最强AI PC阵容,昭示着AI PC元年拉开序幕,这也代表着大模型引领的AIGC应用正式在终端市场拉开应用普及的序幕,接下来同样会是AI手机、AI平板、AI汽车……等终端产品的好戏。

AI PC是时下热门的台式机与笔记本电脑新方案,旨在离线的状态下,PC也能很好的完成一定规模的生成式AI创作、大模型计算,让PC自己掌握自然语言交互下的文档编辑、代码编写、图片生成等颇具科幻色彩的操作。

与此同时,AI PC概念的出现也对PC硬件提出了全新的要求,包括专门针对人工智能加速的硬件设计,以及更大更快的存储需求。特别是在笔记本电脑设计日渐轻薄化的当下,如何同时满足本地大模型对存储空间高效能、大容量的需求成为迫切的需求。


铠侠

NAND闪存技术发明者 —— 铠侠BG6系列正是为此而生,在M.2 2230的规范下,铠侠BG6系列仍然可以满足PCIe® 4.0和NVMe™ 1.4规范,并提供最高2,048GB容量,为动辄数十GB、上百GB的素材库与本地大模型提供存储空间,同时高达6,000MB/s的读取速度,给予轻薄型笔记本更快的应用响应。(图片来源:铠侠)


美光

全球存储芯片巨头 —— 美光科技旗下Crucial基于LPDDR5X DRAM的 LPCAMM2 内存,为 PC 提供了更高性能、更低功耗、更紧凑的设计空间及模块化设计。与SODIMM 产品相比,功耗降低高达61%,PCMark ® 10基本工作负载(如网页浏览和视频会议)性能提高高达71% , 空间节省64%。LPCAMM2 内存模块现已出样,并计划于 2024 年上半年量产,这是自 1997 年业界采用小型双列直插式内存模块(SODIMM)以来,客户端 PC 首次采用颠覆性的全新外形规格。(图片来源:美光)


长江存储

面对AI PC的“风口”,国内存储芯片行业龙头 —— 长江存储推出了一系列存储解决方案,满足AI PC时代的存储需求。长江存储PC411是首款采用第四代三维闪存芯片的消费级固态硬盘,突破了固态硬盘高性能、低功耗以及高性价比的“不可能三角”。PC411基于晶栈®Xtacking®架构,实现了高达2400MT/s的I/O速率,且采用主机缓存方案(HMB),降低了客户和用户的成本。相较于传统8通道方案产品,PC411减少了一半通道数量,显著降低25%的功耗并减少发热。(图片来源:长江存储)


朗科

作为全球闪存盘及闪存应用领域的产品与解决方案商 —— 朗科(elexcon2024参展商)旗舰级固态硬盘产品:绝影NV7000-t顺序读取速度最高可达7300MB/s,顺序写入速度最高可达6700MB/s。容量方面,绝影NV7000-t采用长江存储闪存颗粒,支持512GB至4TB多种容量。除了支持笔记本、台式PC使用外,绝影NV7000-t还能兼容PS5游戏机,无论是在游戏流畅度还是存储数量上都将广大玩家的体验感提升至一个新水平。(图片来源:朗科)




未来移动终端离不开高速存力

随着智能手机市场的复苏,存储芯片需求呈现出增加的趋势。最近在手机端支持AI大模型应用的旗舰手机密集发布,那么有了端侧SoC算力的助力,也需要更高速的DRAM和NAND Flash的存力来支持。


Lexar

作为全球领先的存储品牌和CF高速存储卡读取标准的建立者 —— Lexar雷克沙与慧荣科技近日正式宣布达成战略合作,推出高速移动固态硬盘Lexar SL500与Lexar ARMOR 700。其中,Lexar SL500移动固态硬盘可提供容量高达4TB,采用USB3.2 Gen2x2传输标准,千兆秒传,读写速度分别高达2000MB/s和1800MB/s。兼容性非常广泛,可以适用手机、电脑、相机、Xbox、PlayStation等,并支持iPhone 15 Pro和iPhone 15 Pro Max外录4K 60FPS ProRes Apple Log视频。(图片来源:Lexar)


佰维

国内专注于存储芯片研发与封测制造的翘楚厂商 —— 佰维基于LPDDR5的uMCP产品集成了LPDDR5和UFS3.1存储芯片,顺序读写速度分别高达2100MB/s、1800MB/s,频率高达6400Mbps,容量高达8GB+256GB,芯片尺寸小至11.5mm×13.0mm×1.0mm,相较于UFS3.1和LPDDR5分离的方案可节约55%主板空间,助力智能手机系统更灵活设计。(图片来源:佰维)


时创意

在存储芯片领域具备芯片设计、软固件研发、封装测试、模组生产测试及应用于一体的国家高新技术企业和国家专精特新“小巨人”企业 —— 时创意(elexcon2024参展商)推出的UFS3.1拥有128GB、256GB、512GB三种容量选择,2024年将实现1TB容量的量产。UFS3.1,顺序读写速度分别高达2100MB/s、1700MB/s,理论带宽达2.9GB/s,广泛应用于高端智能手机、平板电脑、智能汽车、AR/VR等智能终端设备。(图片来源:时创意)



智能汽车“存储”未来

在智能座舱和高阶辅助驾驶ADAS加速升级的大环境下,汽车智能表现也变得更为重要。特别是随着大模型、人工智能甚至x86架构、Chiplet小芯片功能定制化进驻未来智能驾舱,汽车作为可移动的高性能计算机,存储性能将起到关键作用。


与手机和PC不同,汽车存储需要考虑的使用环境和问题会更复杂,需要考虑更宽泛的运行温度,ADAS的快速响应,同时还要兼顾车辆生命周期中的OTA升级、软件更新、应用扩展等能力等等。


铠侠

目前为止,铠侠车载UFS已经可以为车辆存储容量提供高达512GB的方案,并拥有很好的带宽扩展与APP加载响应速度。而在不久的将来,铠侠车载UFS 4.0产品也将蓄势待发,为行业提供标杆级的存储方案设计参考。(图片来源:铠侠)


兆易创新

中国存储控制芯片和模组解决方案的头部供应商 —— 兆易创新旗下车规级GD25/55 SPI NOR Flash和GD5F SPI NAND Flash具有丰富的产品选择,如2Mb~4Gb全容量覆盖、高达400MB/s的数据吞吐率、保障安全的RPMC功能、提升可靠性的ECC算法和CRC校验、延长产品寿命的10万次擦写和20年数据保持能力、适应空间受限的紧凑型封装等,可以满足智能驾舱、智能网联、锂电池、电机驱动、充电桩等多种应用领域的需求,这些完善的产品组合能够全面满足汽车电子应用所需,实现一站式选择。(图片来源:兆易创新)


普冉半导体


业内卓越的低功耗非易失性存储器芯片及基于存储芯片的衍生芯片供应商 —— 普冉半导体(elexcon2024参展商)推出的车规级存储芯片PY25Q32HB-SUH-AR系列为32Mbit的NOR Flash 芯片,该款芯片主要应用于车身雷达及其他智能座舱环节等需求,产品已通过 AEC-Q100 标准认证。P24C64-FNH-MAR系列则是64Kbit的EEPROM芯片,主要应用在车身前后视、环视摄像头;智能座舱、车联网等领域。其具备 -40℃~125℃ 的工作温度、1.7V~5.5V 的超宽工作电压,可以支持 USON2*3、TSSOP8、SOP8 150mil 等封装形式。(图片来源:普冉半导体)


嘉合劲威

中国内存模组龙头企业 —— 嘉合劲威推出的神可(SINKER)G100系列固态硬盘搭载了联芸MAS0902A主控,采用SATA 接口,支持 SATA3.0协议标准,可配置128GB、256GB、512GB、1TB等容量。此外,该系列固态硬盘外置钽电容,满足轨道交通对固态硬盘的可靠要求,能在0℃~+70℃环境下稳定工作,存储温度在-20℃~+85℃。在Windows下使用ATTO测试,该系列产品读写持续速度为520/500MB/S。(图片来源:嘉合劲威)


关于elexcon2024

elexcon2024深圳国际电子展将于2024年8月27-29日在深圳会展中心(福田)举办。汇聚600+家全球优质品牌广商齐聚现场,打造电子全产业链创新展示、一站式采购及技术交流平台。集中展示集成电路、嵌入式系统、电源管理/功率器件、电子元件与供应链、OSAT封装服务、Chiplet异构集成产业链专区、3D IC设计/EDA工具、IC载板/玻璃基板、先进材料、半导体制造专用设备等热门产品;展会期间还将举办一系列技术论坛,展示全球产业动态及未来技术趋势。参展/演讲/赞助请联系:0755-8831 1535,更多展会详情请登录:www.elexcon.com