Samsung zHBM и zNAND-O: прорыв в памяти, в 8 раз быстрее HBM5

Samsung Electronics представила два новых типа памяти — zHBM и zNAND-O, которые обещают радикально изменить индустрию высокопроизводительных вычислений. По заявлению компании, zHBM обеспечит пропускную способность в восемь раз выше, чем у перспективной HBM5, а плотность хранения zNAND-O превысит современные чипы более чем в десять раз. Анонс прозвучал на Samsung Foundry Forum 2025, где также были показаны LPDDR5X-PIM и V10 BV-NAND, что подчеркивает масштаб амбиций корейского гиганта в области памяти будущего.

Эти разработки — не просто эволюция, а попытка совершить квантовый скачок в скорости и емкости. Для понимания значимости: HBM5, которая сама еще не вышла, должна достичь пропускной способности около 8 ТБ/с. zHBM, по расчетам, сможет передавать данные со скоростью до 64 ТБ/с. Это открывает новые горизонты для систем искусственного интеллекта, где узким местом часто становится именно память, а не вычислительные ядра.

Почему zHBM и zNAND-O важны для будущего вычислений

Современные HBM и NAND-память приближаются к физическим пределам. Производители ищут альтернативы: 3D-укладку, новые материалы, вертикальные структуры. Samsung, столкнувшись с жесткой конкуренцией со стороны SK Hynix и Micron, особенно в сегменте HBM для ИИ-ускорителей, делает ставку на принципиально новые архитектуры. zHBM и zNAND-O — это ответ на вызовы масштабирования, которые стоят перед всей полупроводниковой отраслью.

Вертикальное соединение кристаллов в zHBM позволит увеличить количество слоев и сократить расстояние между ними, что напрямую влияет на скорость передачи данных. В zNAND-O вертикальные каналы проходят через все слои, обеспечивая беспрецедентную плотность хранения. Эти технологии также вписываются в тренд гетерогенных вычислений, где память и логика интегрируются для повышения эффективности, как это уже делает LPDDR5X-PIM.

Чем zHBM отличается от HBM5 и почему это прорыв?

Главное отличие zHBM от HBM5 — в архитектуре. HBM5, как и предыдущие поколения, использует горизонтальное расположение кристаллов, соединенных через кремниевый интерпозер. zHBM предполагает вертикальное соединение, что позволяет наращивать слои без увеличения площади. Samsung не раскрывает все технические детали, но заявленные восемь раз скорости говорят о значительном скачке. Возможно, будут использованы гибридные соединения и новые материалы, которые уже применяются в передовых чипах.

Для сравнения: пропускная способность HBM3e сейчас достигает 1,2 ТБ/с, HBM4 планируется на уровне 2 ТБ/с, а HBM5 — около 8 ТБ/с. zHBM с 64 ТБ/с — это не просто улучшение, а смена парадигмы. Такая скорость позволит обрабатывать модели ИИ с триллионами параметров без узких мест, что сегодня кажется фантастикой.

Технические подробности и сравнения: что скрывается за цифрами

Samsung не раскрыла полные спецификации, но заявленные показатели впечатляют. Если HBM5 обещает 8 ТБ/с, то zHBM — до 64 ТБ/с. Это станет возможным благодаря вертикальным соединениям и более плотной укладке кристаллов. Что касается zNAND-O, то здесь ключевое — вертикальная структура с каналами через все слои. Samsung уже использует V-NAND, но zNAND-O может достичь 1000 слоев, что увеличит плотность в десять раз по сравнению с современными чипами.

Эти разработки потребуют новых производственных процессов. Samsung планирует внедрить их на передовых линиях, возможно, с использованием 2-нм техпроцесса для логики, но для памяти могут быть задействованы и другие подходы. Точные сроки коммерциализации не названы, но эксперты ожидают появления zHBM и zNAND-O к концу десятилетия.

Кого затронут новые технологии: от ИИ до дата-центров

Производители ИИ-ускорителей — NVIDIA, AMD, Google — получат доступ к значительно более быстрой памяти, что позволит создавать мощные системы для обучения и инференса моделей. Это ускорит развитие искусственного интеллекта в целом. Для центров обработки данных zNAND-O станет решением для хранения огромных объемов информации с высокой плотностью, снижая затраты на инфраструктуру. Потребительские устройства, такие как смартфоны и ноутбуки, тоже выиграют от увеличения емкости и скорости, хотя внедрение zNAND-O в массовых продуктах произойдет не скоро.

Российские и СНГ-разработчики, работающие в области высокопроизводительных вычислений, также смогут использовать эти технологии, когда они появятся на рынке. Однако из-за санкционных ограничений доступ к передовым чипам может быть затруднен, что стоит учитывать при планировании проектов.

Что будет дальше: планы Samsung и конкуренция

Samsung планирует начать производство zHBM и zNAND-O к концу десятилетия, но точные сроки не раскрыты. Сначала технологии будут внедрены в специализированные решения для дата-центров и ИИ, а затем, возможно, появятся и в потребительских продуктах. Эксперты полагают, что zHBM может стать стандартом для ИИ-ускорителей следующего поколения, если Samsung удастся решить технологические и производственные проблемы.

Конкуренты — SK Hynix и Micron — также разрабатывают аналогичные технологии, что может привести к новой гонке в области памяти. SK Hynix уже анонсировала HBM4 с вертикальным соединением, а Micron работает над собственными решениями. Это означает, что рынок памяти ждет серьезная трансформация, и выиграет тот, кто первым предложит работоспособные и масштабируемые решения.

Итог: почему анонс Samsung — это событие мирового масштаба

Samsung сделала важный шаг вперед, анонсировав zHBM и zNAND-O. Эти технологии могут кардинально изменить рынок памяти, обеспечив значительный прирост производительности и плотности. Хотя до коммерческого внедрения еще далеко, анонс демонстрирует долгосрочную стратегию Samsung по созданию принципиально новых решений. Следить за развитием этих технологий стоит всем, кто интересуется будущим вычислений и хранения данных — от инженеров до инвесторов. Возможно, мы стоим на пороге новой эры в полупроводниковой индустрии.