Patrick Gelsinger wspiera Z2RAM, nową technologię pamięci dla układów AI

Lead: Patrick Gelsinger, były dyrektor generalny Intela, publicznie poparł technologię Z2RAM rozwijaną przez Nagare Labs. Według informacji przekazanych serwisowi The Register rozwiązanie ma oferować wysoką gęstość, szybkość oraz korzystniejszy pobór energii, stanowiąc potencjalną alternatywę dla części ograniczeń obecnych w pamięciach wykorzystywanych przez akceleratory AI.

Z2RAM ma odpowiadać na ograniczenia pamięci w układach AI

Gelsinger zwrócił uwagę na Nagare Labs i jej projekt Z2RAM, który ma wykorzystywać wybrane zalety trzech głównych typów pamięci stosowanych w systemach komputerowych: DRAM, SRAM oraz pamięci flash. Technologia jest projektowana z myślą o integracji bezpośrednio z układem logicznym, co może skrócić drogę przesyłania danych i poprawić opóźnienia.

To istotne w kontekście chipów AI, w których przepustowość i dostęp do danych należą do kluczowych ograniczeń wydajności. Obecnie ważną rolę w tym segmencie odgrywa pamięć HBM, oparta na DRAM, stosowana przy procesorach graficznych i akceleratorach obliczeniowych.

DRAM, SRAM i NAND pełnią różne funkcje

W typowym systemie DRAM odpowiada za pamięć główną, do której trafiają dane przed przetworzeniem przez CPU lub GPU. SRAM znajduje się bliżej rdzenia obliczeniowego i działa jako szybka pamięć podręczna. Z kolei NAND przechowuje dane długoterminowo, zanim zostaną załadowane do pamięci operacyjnej.

Problemem pozostaje skalowanie SRAM. Komórka tego typu pamięci jest zbudowana z sześciu tranzystorów, a dalsze zmniejszanie ich rozmiarów wiąże się m.in. z prądami upływu i niedoskonałościami materiałowymi. Jednocześnie pamięci NAND rozwijają się dzięki konstrukcjom wielowarstwowym, przekraczającym 300 warstw w jednym układzie.

Jak działa Z2RAM

Z2RAM ma omijać część ograniczeń tradycyjnych konstrukcji. Rozwiązanie rezygnuje z klasycznego kondensatora znanego z układu 1T1C, czyli jednego tranzystora i jednego kondensatora. Zamiast tego wykorzystuje dwa tranzystory, a ładunek jest przechowywany z użyciem pojemności bramki drugiego tranzystora.

Taką zasadę działania opisał Suman Datta, współzałożyciel Nagare Labs, profesor i badacz związany z Georgia Institute of Technology.

Najważniejsze założenia technologii

• Integracja z układem logicznym: Z2RAM ma być umieszczana bezpośrednio na strukturze logicznej, podobnie jak pamięć blisko procesora.
• Niższe opóźnienia: krótsza odległość przesyłania danych może sprzyjać szybszemu dostępowi do informacji.
• Lepsze wykorzystanie powierzchni: pionowe układanie pamięci ma ograniczać zajmowaną przestrzeń w poziomie.
• Alternatywa dla ograniczeń SRAM: technologia ma odpowiadać na trudności związane z dalszym zmniejszaniem komórek SRAM.

Gelsinger porównuje potencjał Z2RAM do HBM

Były szef Intela ocenił, że Nagare Labs łączy cechy gęstej pamięci DRAM, szybkiej SRAM oraz skalowalnej pamięci flash. W jego opinii Z2RAM może zaoferować korzystne połączenie gęstości, wydajności i efektywności energetycznej.

Gelsinger odniósł się także do HBM, wskazując, że choć obecnie jest to jedno z najlepszych dostępnych rozwiązań pod względem połączenia gęstości i wydajności, ma ono własne ograniczenia, m.in. dotyczące poboru mocy i przepustowości na krawędzi układu. Według niego Z2RAM ma odpowiadać na podobną potrzebę, zapewniając lepsze parametry w zakresie gęstości, szybkości i energii.

Z Nagare Labs związane jest również Playground Global, firma inwestycyjna kojarzona z Gelsingerem, która inwestuje w rozwój tej technologii.