核心观点:随着AI算力需求提升,冯·诺依曼架构的存算性能失配问题日益凸显,近存计算技术应运而生。近存计算通过2.5D和3D堆叠技术融合计算与存储,提升内存带宽并降低访问延迟,成为提升芯片性能的主流方案。
关键数据:
- HBM技术迭代:
- HBM2 (2018): 8层DRAM,256GB/s带宽,2.4Gbps传输速度,8GB内存。
- HBM2E (2020): 传输速度3.6Gbps,内存16GB。
- HBM3 (2022): 最高819GB/s带宽,16GB内存。
- HBM3E: 8Gbps传输速度,容量24GB。
- CUBE方案:采用2.5D或3D封装,高达1024个I/O,带宽超高。
研究结论:
- 冯·诺依曼架构瓶颈:AI算力提升导致存算性能失配,近存计算通过先进封装技术(如2.5D/3D堆叠)解决高I/O密度需求,成为性能提升主流方案。
- HBM方案:历经多次迭代(HBM2至HBM3E),已成为高性能计算、数据中心主流近存计算架构,兼具高带宽、高容量、低功耗。
- CUBE方案:适用于边缘设备(如可穿戴设备、边缘服务器、监控设备等),通过超高带宽(1024 I/O)提升性能,未来有望成为端侧AI(如AI手机、机器人)主流近存计算架构。
- 受益标的:北京君正、兆易创新、瑞芯微。
- 风险提示:下游需求不及预期,技术验证及迭代不及预期。