HBM 的未来是光速 - 集成光子学的未来设计

HBM 的未来不仅是光明的：它还具有光速、超带宽和超低功耗。 在今年的开放计算项目 (OCP) 全球峰会上，三星先进封装团队 Yan Li 向我们展示了一个比我们想象的更加集成的未来：随着高带宽内存 (HBM) 的进一步发展，热和晶体管密度问题可能会得到解决。 通过光子学来解决。 

光子学基于一种可以对单个光子（光的粒子/波）信息进行编码的技术，这意味着它改善了（几乎）我们当前计算环境中我们关心的一切。 功耗大幅降低（发射的是光粒子而不是电子流），处理速度也得到提高（延迟达到飞秒级，传播速度接近光速极限）。 实现这一目标只需要工程、量子物理学和人类的聪明才智。

就目前情况而言，该行业通过两种方法在集成光子学和 HBM 方面取得了明显进展。 人们可以看到光子中介层夹在基础封装层和顶层之间，顶层包含逻辑（例如 GPU）和 HBM 本身，充当它们之间的通信层。 这个未来似乎代价高昂——需要中介层，还需要使用光子 I/O 配置本地逻辑和 HBM。

另一种方法是将 HBM 存储体与芯片封装完全解耦。 您无需处理中介层的芯片封装复杂性（包括物流），而是将 HBM 组从小芯片本身移开，并将它们（通过光子学）连接到逻辑。 这简化了 HBM 和逻辑的芯片制造和封装成本，并消除了从数字到光学的复杂的电路内本地转换。

从这个角度来看，这种做法听起来最明智。 但是，这也意味着对服务器规范进行更深入的重新思考，并且也可能导致“HBM 内存立方体”成为现实——HBM 内存库预加载到指定的光子接口上。 因为您已经将 HBM 与芯片本身分离，并且假设您保留标准光通信接口，那么您就可以看到一种“可升级”产品 - 其处理方式就好像它是最好的 RAM 套件一样。

该演示还详细介绍了三星 HBM 封装（已在 2.5D 和 3D 解决方案中提供），并简要概述了摩尔定律的赛马以及半导体小型化成本不断增加的情况，以解释为什么光子学是最重要的 确实是我们未来的一部分。 未来有多远很难说，但路却消失在很远的地方。