最近広帯域メモリー（ＨＢＭ）に対する関心が急増しています。高性能コンピューティングとＡＩ技術の発展でデータ処理速度と帯域幅に対する要求が大きく増加し、ＨＢＭの重要性が浮上しているためです。ＳＫハイニックスとサムスン電子のような韓国の半導体企業がＨＢＭ技術開発に拍車をかけ、世界のメモリー市場での競争がさらに激しくなっています。

◇半導体はＩＴ時代の「原油」…ＡＩ性能最大化の解決者

半導体は現代経済を牽引する核心要素です。スマートフォン、テレビ、自動車だけでなく、軍事装備に至るまであらゆるデジタル機器を駆動する必須の部品で、ＩＴ時代の「原油」と呼ばれるほど重要な資源です。ＨＢＭはＳＫハイニックスが最初に開発した広帯域メモリーで、既存のメモリー構造よりはるかに速く効率的にデータを処理でき、最新ＡＩモデル、高性能グラフィックサーバーなどに必須的に使われます。

ＨＢＭは既存のＤＲＡＭと構造的に差別化されます。一般的なＤＲＡＭは複数のチップを並べて配置し使う方式です。デスクトップやノートブックコンピュータに使われるメモリーはこのような構造です。ＨＢＭは複数のメモリーを垂直に積み上げる３Ｄ積層構造を採択しており、シリコン貫通電極（ＴＳＶ）技術を通じてチップ間の連結を可能にします。ＴＳＶはシリコン基板を貫通する垂直連結通路で、これを通じて各メモリーが互いに速く通信できます。こうした構造のおかげでＨＢＭはＤＲＡＭと違いデータ伝送速度を大きく向上します。電力消費も減らし効率的な電力消費が可能です。

ＨＢＭ技術は現在まで３回の主要発展段階を経ました。「ＨＢＭ１」は最初の広帯域メモリーで、既存のＤＲＡＭよりデータ伝送速度を改善したが帯域幅と容量差は大きくなく価格が高いという限界がありました。これを改善した「ＨＢＭ２」はさらに広い帯域幅と容量を提供し、ＡＩと高性能グラフィックアプリケーションで広く使われ始めました。その後「ＨＢＭ３」は帯域幅をさらに拡張して電力効率を大きく改善し、ＡＩ、スーパーコンピュータ、高性能データセンターなどに必須のメモリーとしての位置を確立しました。最近では「ＨＢＭ３ｅ」が注目されますが、ＨＢＭ３ｅはＨＢＭ３のアップグレード版で、帯域幅をさらに向上してデータ伝送速度を最大化しＡＩモデルの学習と推論性能を大きく高めるのに寄与します。

半導体はＩＴ時代の「原油」…ＡＩ発展が呼び起こしたＨＢＭ大血戦（２）