نبرد بر سر تراشه‌های حافظه ریز

، پیشرفت خیره‌کننده فناوری هوش مصنوعی سبب افزایش نیاز به ریزتراشه‌های حافظه با ظرفیت بالاتر و سرعت پردازش افزون‌تر شده است؛ چرا که برای آموزش مدل‌های هوش مصنوعی، به فضای ذخیره‌سازی و پردازشگرهای با سرعت بالا جهت انتقال و تحلیل داده‌ها نیاز است. از این رو، روشن است که هرچه دسترسی به ریزتراشه‌های کارآمدتر و با ظرفیت بیشتر فراهم آید، کیفیت مدل‌های هوش مصنوعی بالاتر خواهد رفت.

تیم محققان در برنامه ملی میکروالکترونیک معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست‌جمهوری اعلام کردند که به طور کلی، ریزتراشه‌های حافظه به چند دسته مختلف تقسیم می‌شوند. حافظه ایستا با دسترسی محدود، نوعی حافظه است که هر بیت اطلاعات را با استفاده از چهار یا شش ترانزیستور ذخیره می‌کند و از سرعت بالایی در ذخیره‌سازی داده‌ها برخوردار است. نوع دیگر، DRAM یا حافظه دسترسی مستقیم پویا نام دارد که برای ذخیره و تبادل اطلاعات به جای ترانزیستورها، از خازن‌ها بهره می‌برد. این ویژگی باعث کاهش انرژی مصرفی DRAM نسبت به SRAM و همچنین کوچک‌تری ابعاد آن می‌شود، اگرچه به طبع سرعت ذخیره‌سازی داده‌ها تحت تاثیر قرار می‌گیرد. در کامپیوترها معمولاً از SRAM به عنوان حافظه نهان برای پردازنده مرکزی استفاده می‌شود و حافظه فرّار اصلی که برای ذخیره اطلاعات به کار می‌رود، از نوع DRAM است.

ریزتراشه‌های ۳DNAND دسته دیگری از حافظه‌ها هستند که دارای ساختاری چندلایه‌اند و فضای بسیار کمتری نسبت به انواع قبلی به خود اختصاص می‌دهند. تفاوت عمده این نوع ریزتراشه با SRAM و DRAM این است که برای حفظ داده‌ها نیازی به جریان ندارد؛ در حالی که حافظه‌های SRAM و DRAM در صورت قطع برق، داده‌های خود را از دست می‌دهند. به رغم اینکه قیمت ۳DNAND نسبت به DRAM بالاتر است، اما سرعت DRAM به مراتب از فلش‌های ۳DNAND بیشتر می‌باشد.

حافظه‌هایی با پهنای باند بالا یا HBM نسل جدیدی از ریزتراشه‌های DRAM هستند که به دلیل سرعت و پهنای باند افزایش‌یافته، در پردازنده‌های مبتنی بر هوش مصنوعی به کار گرفته می‌شوند. این حافظه‌ها برای اولین بار توسط شرکت کره‌ای Sk Hynix به همراه شرکت مطرح AMD طراحی و تولید شدند. Sk Hynix با درک مزایای برجسته‌ای که معماری این نوع ریزتراشه به ارمغان می‌آورد، شتاب توسعه آن را در پیش گرفته و نسل‌های جدیدی از جمله HBM۲، HBM۲E، HBM۳ و HBM۳P را عرضه کرد. نسل‌های نوین از نظر ظرفیت، توان و پهنای باند نسبت به نسل‌های قبلی دارای مزیت‌های بیشتری هستند.

سیر تحول حافظه‌های با پهنای باند بالا

با در نظر گرفتن رونق بی‌سابقه در بازار هوش مصنوعی و میزان بالای تقاضا برای ریزتراشه‌های حافظه در کنار پردازنده‌ها، رقابت در این عرصه نسبت به قبل فزاینده شده و به نوعی جنگ بر سر تصاحب ریزتراشه‌ها مشاهده می‌شود. مثلث اصلی این رقابت از سه شرکت بزرگ تولیدکننده حافظه در دنیا، یعنی Sk Hynix، Samsung و شرکت آمریکایی Micron شکل گرفته است. با توجه به اینکه Sk Hynix از آغاز در زمینه تولید این نوع تراشه پیشتاز بوده و با سرمایه‌گذاری‌های وسیع، سهم قابل توجهی از بازار را به خود اختصاص داده است. در سال ۲۰۲۳، به خاطر افزایش توجه و تقاضای جهانی در حوزه هوش مصنوعی، این شرکت رشد چشمگیری در ارزش سهام خود را تجربه کرد و فاصله‌اش با رقیب دیگر کره‌ای یعنی سامسونگ به شکلی قابل ملاحظه افزایش یافت.

صعود ارزش سهام Sk Hynix نسبت به سامسونگ در سال ۲۰۲۳

علاوه بر این، نگاهی به ارزش سهام هر یک از این سه شرکت نشان می‌دهد که در سال اخیر، Sk Hynix به میزان قابل توجهی خود را به غول آمریکایی Micron نزدیک کرده و کاملاً از سامسونگ پیشی گرفته است.

نزدیک‌شدن ارزش سهام Sk Hynix به میکرون

با توجه به اینکه سامسونگ در عرصه‌های مختلف فعالیت می‌کند و تمرکز فعلی‌اش بر بازار تلفن‌های هوشمند و ریزتراشه‌های منطقی بوده، به نظر می‌رسد که توانایی غلبه بر Sk Hynix را در این رقابت نخواهد داشت. همچنین، میکرون تنها سهم کوچکی (۹ درصد) از بازار HBM را در دست دارد، در حالی که بیش از نیمی از این بازار (۵۳ درصد) به Sk Hynix اختصاص دارد و این شرکت کره‌ای در حال توسعه نسل جدیدی به نام HBM۴ نیز می‌باشد.

بنابراین، به احتمال بسیار زیاد در سال ۲۰۲۴ Sk Hynix شاهد رشد قابل ملاحظه‌ای خواهد بود و به عنوان رهبر بازار ریزتراشه‌های حافظه شناخته خواهد شد، اگرچه این رقابت نفس‌گیر همچنان ادامه دارد و به طور فزاینده‌ای مورد توجه سرمایه‌گذاران و سیاستگذاران در سرتاسر دنیا قرار خواهد گرفت.