比爾·蓋茨(Bill Gates)在1999年出版的《未來時速》（Business @ the Speed of Thought）一書中描繪了一種“數字神經系統(Digital Nervous System)”，並把它比作為一個跨越時空界限的互聯世界。基於“數字神經系統”這一必要條件，他又提出瞭如何以思維速度（Speed of Thoughts）經營企業的想法。這在當時看來似乎是不可能的事，但如今科技的快速進步已經讓這個預言成為可能。超高速存儲器半導體的時代已經來臨，IT技術正向人類大腦的思考速度發起挑戰。
TSV技術：解鎖HBM無可比擬的“容量和速度”
各大製造商已經紛紛引進了高帶寬存儲器 (High Bandwidth Memory, 簡稱HBM），採用硅通孔（Through Silicon Via, 簡稱TSV）技術進行芯片堆疊，以增加吞吐量並克服單一封裝內帶寬(Bandwidth)的限制。在這一趨勢下，SK海力士早在2013年便率先開始了HBM的研發，以嘗試提高容量和數據傳輸速率。SK海力士現已充分發揮了最新HBM2E的潛能，通過TSV將8個16Gb芯片縱向連接，從而實現了16GB傳輸速率。
TSV由一個電路芯片和一個“Interposer”（即位於電路板和芯片之間的功能包）上方的多層DRAM組成。簡單來說，TSV可以比喻成一幢公寓式建築結構，建築地基（Interposer）上方是社區活動中心（邏輯芯片），再往上是層層疊加的公寓房間（DRAM）。與傳統方法不同，TSV技術就好比在芯片上鑽孔，然後一個一個地堆疊起來。作為一種封裝技術，它通過這些孔內的導電電極連接芯片，由此數據可以垂直移動，彷彿安裝了一臺數據電梯。與傳統的採用金線鍵合技術生產的芯片相比，這種技術連接更短，因而信號路徑更短，具有更低功耗的高速性能。另外，與傳統方法相比，穿透芯片可以在芯片之間形成更多通道。
從HBM到HBM2E的進化
相比依賴於有線處理的DRAM封裝技術，HBM在數據處理速度方面顯示出了高度的改良。不同於金線縫合的方式，通過TSV技術，HBM可將超過5,000個孔鑽入相互縱向連接的DRAM芯片中。在這樣一個快速崛起的行業趨勢下，SK海力士於2019年8月開發出了具有超高速性能的HBM2E。這是目前行業中擁有最高性能的一項技術。與之前的HBM2標準對比，HBM2E將提高50%的數據處理速度。由於這一高度改良，它將成為新一代HBM DRAM產品。
不同於傳統結構採用模塊形式封裝存儲芯片並在系統板上進行連接，HBM芯片與 芯片與圖像處理器(Graphics Processing Unit, 簡稱GPU)和邏輯芯片等處理器緊密地相互連接。在這樣一個僅有幾微米單元的距離下，數據可被更快地進行傳輸。這種全新的結構在芯片之間創造了更短的路徑，從而更進一步加快了數據處理速度。
隨著數據不斷增加，對於高性能存儲器的需求將在第四次工業革命中持續增長。HBM已經在GPU中被使用。HBM2E或將成為包括新一代GPU、高性能計算機處理、雲計算、計算機網絡、以及超級計算機在內等高性能裝置中的一種高端存儲器半導體，以滿足這些裝置對於超高速運作這一特性的要求。除此之外，HBM2E也將在一些高科技行業中扮演重要角色，例如機器學習和AI系統等。另外，隨著遊戲產業中對圖形應用的日益擴大，HBM技術的採用也相應增加，以此可以處理大屏幕下更多像素的需求。通過更高的計算機處理速度，HBM也為高端遊戲提供了更好的穩定性。
閱讀更多 玩史步工 的文章
