احتلت الذاكرة الآن الصدارة في صناعة الحوسبة، حيث كان الحوسبة هي المهيمنة لعقود. ارتفعت أسعار ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية وذاكرة الفلاش بشكل كبير، ويبحث مصنعو وحدات معالجة الرسومات ووحدات المعالجة المتعددة عن الاستفادة القصوى من ذاكرة النطاق الترددي العالي المخصصة لهم.
على مدى خمسة عقود، حظي المعالج المركزي، ثم وحدات معالجة الرسومات منذ حوالي خمسة عشر عامًا، بتركيز انتباه ميزانيات الحوسبة، بينما بقيت الذاكرة والتخزين ومدخلات ومخرجات البيانات ثانوية. مع التعلم الآلي، ثم الذكاء الاصطناعي التوليدي والوكيلي، صعدت الذاكرة إلى الواجهة وحلت محل الحوسبة كنقطة تحكم لمعظم القطاع. تضاعف سوق أشباه الموصلات العالمي تقريبًا بين عامي 2025 و2026، لكن معدلات النمو التي أعلنتها جارتنر تتباطأ بين 2026 و2027.
الطلب على ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية وذاكرة النطاق الترددي العالي وذاكرة الفلاش قوي جدًا. تقوم الشركات باستبدال خوادم يبلغ عمرها خمس أو ست أو سبع سنوات، وتسعى إلى تركيز الحد الأقصى من النوى في مساحة صغيرة، مما يزيد الحاجة إلى ذاكرة وتخزين عالي السعة. كما يعيد المصنعون توجيه جزء من قدراتهم لإنتاج ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية نحو ذاكرة النطاق الترددي العالي، المخصصة لمسرعات الذكاء الاصطناعي، مما يزيد الضغط على عرض ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية التقليدية.
ارتفعت الأسعار بشكل كبير. في نوفمبر 2022، وقت إطلاق أوبن إيه آي لـ ChatGPT، كانت تكلفة ذاكرة DDR4 للخوادم حوالي 3 دولارات لكل جيجابايت وذاكرة DDR5 حوالي 4 دولارات لكل جيجابايت، في المتوسط على سعات متوسطة. بعد أربع سنوات، تباع ذاكرة DDR4 للخوادم بأغلى بمرتين إلى ثلاث مرات، وذاكرة DDR5 بأغلى بتسع إلى ثلاثة عشر مرة، ووحدة تخزين الحالة الصلبة من نوع TLC للمؤسسات سعة 30 تيرابايت بأغلى بست إلى سبع مرات، بينما كانت تكلفتها بين 10 و13 سنتًا لكل جيجابايت. ارتفعت تكلفة الأقراص الصلبة سعة 30 تيرابايت بحوالي 2.5 مرة خلال نفس الفترة، حيث قامت شركات الهايبرسكيلر بتعاقد على الجزء الأكبر من العرض مع سيجيت وويسترن ديجيتال وتوشيبا.
ذاكرة النطاق الترددي العالي، سوق مغلق
ذاكرة النطاق الترددي العالي، وهي ذاكرة مكدسة عالية النطاق الترددي توضع بالقرب من المعالج، تنتجها ثلاث شركات: سامسونج وإس كيه هاينكس وميكرون تكنولوجي. ليس لها سعر سوقي علني، لأن أحجامها محجوزة لإنفيديا وإي إم دي ومصنعي وحدات المعالجة المتعددة، وتظل معلومات التسعير غير مؤكدة. وفقًا للإشاعات، ارتفع السعر من حوالي 20 دولارًا لكل جيجابايت لـ HBM2 في عام 2017، إلى حوالي 8 دولارات بعد عامين، ثم إلى حوالي 13.50 دولارًا لكل جيجابايت لـ HBM3E. قد يكون سعر HBM4 قريبًا من 16 دولارًا لكل جيجابايت، وربما تم تحديد عقد إنفيديا بين 560 إلى 600 دولار لكل مكدس سعة 36 جيجابايت.
وفقًا لمؤلف التحليل، فإن التكلفة لكل جيجابايت لرقائق HBM النهائية لم ترتفع سوى بمقدار 1.6 مرة منذ بداية ازدهار الذكاء الاصطناعي التوليدي. بالنسبة للمستخدمين النهائيين، من ناحية أخرى، قد تشكل ذاكرة النطاق الترددي العالي حوالي نصف تكلفة وحدة معالجة رسومات من إنفيديا أو إي إم دي، وما يقرب من 65٪ من تكلفة مسرع وحدات المعالجة المتعددة، خاصة منذ أن دخلت أوبن إيه آي السباق بمسرعها « جالابينو ».
خيارات تصميم تحت القيود
وفقًا للإشاعات، قد تتخلى إنفيديا جزئيًا عن خططها الأولية لوحدة معالجة الرسومات « روبين ألترا » المقرر إطلاقها في عام 2027، والتي كان من المفترض أن تحتوي على ما يصل إلى 1 تيرابايت من HBM4E، وقد تنخفض إلى 192 جيجابايت في بعض التصميمات المستقبلية. تحافظ إي إم دي على 488 جيجابايت لوحدة معالجة الرسومات « ألتير » MI455X الخاصة بها. تصف إنفيديا نهجًا يسمى NVHBM، حيث يتم دمج وحدة تحكم الذاكرة في مكدس HBM: « من خلال دمج وحدة تحكم الذاكرة في مكدس HBM ثلاثي الأبعاد بدلاً من وحدة المعالجة المتعددة، تقدم NVHBM ما يصل إلى 30٪ نطاق ترددي إضافي للذاكرة و15٪ استهلاك طاقة أقل لـ HBM، وتحرر ما يصل إلى 25٪ مساحة إضافية على شريحة حساب وحدة المعالجة المتعددة مقارنة بـ HBM4E القياسية. »
يقدّر المؤلف أن روبين ألترا قد تستغل هذه المساحة المحررة لتقديم 512 جيجابايت من HBM4E، أو حتى 384 جيجابايت بنفس النطاق الترددي. ويذكر أن النسخة الأولية كانت تحتوي على أربعة مكدسات لكل شريحة صغيرة، أي 1024 جيجابايت، لنطاق ترددي مجمع يبلغ 58 تيرابايت/ثانية. من خلال تقليل ارتفاع المكدسات وتقسيم عدد الشرائح الصغيرة إلى النصف، يمكن الحفاظ على 28 تيرابايت/ثانية بسعة 256 أو 384 أو 512 جيجابايت، اعتمادًا على عدد الطبقات المكدسة.
