Dram

Мера направлена на то, чтобы не допустить компании Micron Technology Inc. и ведущих производителей микросхем памяти Южной Кореи SK Hynix Inc. и Samsung Electronics Co. поставлять китайским фирмам так называемые микросхемы памяти высокой пропускной способности (high‑bandwidth memory или HBM).

Администрация Байдена работает над рядом ограничений, направленных на то, чтобы не допустить попадания важных технологий в руки китайских производителей, включая ограничения на продажу оборудования для производства чипов. Это правило введет новый набор ограничений на микросхемы памяти для искусственного интеллекта, последней сферы соперничества между США и Китаем.

В случае вступления в силу мера затронет HBM2 и более совершенные микросхемы, включая HBM3 и HBM3E, самые передовые на сегодняшний день микросхемы памяти для ИИ, а также оборудование, необходимое для их производства. Микросхемы HBM необходимы для запуска ускорителей ИИ, таких как те, которые предлагают компании Nvidia Corp. и Advanced Micro Devices Inc.

Micron практически не пострадает, поскольку производитель микросхем из Бойсе, штат Айдахо, прекратил продажи своей продукции HBM в Китай после того, как Пекин запретил использовать ее микросхемы памяти в критически важной инфраструктуре в 2023 году, сообщили источники.

По словам источников, неясно, какими полномочиями воспользуются США для ограничения деятельности южнокорейских фирм. Одна из возможностей — правило о прямом иностранном продукте (foreign direct product rule или FDPR), которое позволяет Вашингтону вводить контроль над иностранными продуктами, использующими даже самую незначительную часть американских технологий. И SK Hynix, и Samsung полагаются на американское программное обеспечение для проектирования чипов и оборудование от таких компаний, как Cadence Design Systems Inc. и Applied Materials Inc.

Мы постоянно оцениваем меняющуюся среду угроз и обновляем экспортный контроль по мере необходимости для защиты национальной безопасности США и сохранения нашей технологической экосистемы. Мы по‑прежнему привержены тесному сотрудничеству с нашими союзниками, которые разделяют наши ценности.

— Представитель Министерства торговли США в ответ на запрос Bloomberg

Представители Micron, Samsung и SK Hynix отказались от комментариев.

Китай заявил, что он решительно выступает против попыток США подавить китайскую полупроводниковую промышленность, и обвинил Вашингтон в нарушении правил международной торговли.

Меры США не остановят технологический прогресс Китая и только побудят китайские предприятия стать самодостаточными.

— Представитель Министерства иностранных дел Китая в ответ на запрос Bloomberg

Новые ограничения, вероятно, будут обнародованы уже в конце августа в рамках более широкого пакета мер, который также включает санкции в отношении более чем 120 китайских фирм и новые ограничения на различные виды оборудования для производства микросхем, с исключениями для ключевых союзников, включая Японию, Нидерланды и Южную Корею, сообщили источники.

Администрация президента Джо Байдена уже обратилась с просьбой ограничить экспорт полупроводниковых технологий Китай, уделяя особое внимание производственному оборудованию, и принять меры контроля, аналогичные тем, которые уже реализовали США.

Помимо этого, США оказывают давление на Японию и Нидерланды, где базируются две важнейшие компании по производству оборудования для выпуска полупроводников, чтобы те прекратили обслуживание уже находящегося в Китае оборудования.

Хотя новые меры ограничат прямые продажи микросхем HBM китайским компаниям, неясно, будет ли разрешена продажа в КНР высокопроизводительных микросхем памяти, поставляемых в комплекте с ускорителями ИИ. Samsung в настоящее время поставляет HBM3 для микросхем Nvidia H20, менее мощного ускорителя ИИ, продажа которого китайским фирмам разрешена.

В рамках комплексных ограничений, связанных с HBM, в том же пакете мер по экспортному контролю США планируют снизить порог того, что считается динамической оперативной памятью с произвольным доступом (DRAM). Один чип HBM содержит несколько кристаллов DRAM.

Выручка SK Hynix от продажи микросхем памяти с высокой пропускной способностью (HBM) может пострадать от потенциальных экспортных ограничений со стороны правительства США лишь в очень ограниченной степени. HBM от SK Hynix в основном используются с самыми высокопроизводительными графическими процессорами Nvidia, экспорт которых в Китай уже ограничен. Samsung также может пострадать незначительно, поскольку ее продажи HBM пока слишком малы, чтобы повлиять на общие продажи.

— Масахиро Вакасуги, старший отраслевой аналитик Bloomberg

Новые ограничения на оборудование для HBM и DRAM направлены на то, чтобы не дать ведущему китайскому производителю микросхем памяти, компании ChangXin Memory Technologies Inc., развивать свои технологии, считают некоторые из источников. CXMT в настоящее время способна производить HBM2, которые впервые стали коммерчески доступны в 2016 году.

Официальные лица администрации Байдена также планируют составить список критически важных компонентов, которые необходимы Китаю для продолжения производства полупроводников. Они также изучают возможность применения так называемого правила нулевого минимального порога (zero de‑minimis rule) — еще более жесткого стандарта для FDPR, согласно которому любые продукты, содержащие американские технологии, будут подпадать под потенциальные ограничения. Большая группа союзников США, включая Японию и Нидерланды, будет освобождена от этой меры.

Huawei Technologies Co. в настоящее время предлагает свои микросхемы Ascend AI в качестве альтернативы продуктам Nvidia и AMD, поскольку Пекин стремится к самообеспечению критически важными технологиями в ответ на ужесточение ограничений со стороны США. Однако неясно, кто поставляет Huawei микросхемы HBM, которые входят в комплект поставки ее микросхем Ascend.

Ранее в Китае был выпущен 6-нанометровый 12-ядерный процессор Cixin P1, построенный на архитектуре ARM.

Материнская плата - важная часть компьютера (ЭВМ), так как это основная плата, к которой подключаются все основные компоненты, такие как процессор, оперативная память, видеокарта, накопители и прочие устройства.

Она обеспечивает взаимодействие всех подключаемых к ней устройств, а представляет из себя многослойную печатную плату, на которой тонким слоем нанесены дорожки и установлены различные радио-элементы и разъемы.

Лишь небольшая часть проводников находится снаружи, большая их часть скрыта внутри самой платы, так как она состоит из множества слоев, и включает в себя слой заземления, несколько силовых и сигнальных слоёв. Снаружи плата покрыта диэлектрическим лаком, который защищает дорожки от короткого замыкания и внешних воздействий.

Сбоку платы находится 24-контактный разъём ATX, через него от блока питания, плата получает основные напряжения 12, 5 и 3,3 вольта, эти напряжения получают различные компоненты на самой материнской плате и подключённые через разъёмы, например USB или PCI Express

Чуть выше центра платы находится сокет, это разъём для установки процессора, состоящий из большого массива контактов и прижимной пластины.

(Определенные процессоры могут работать только с определенным типом сокетов)

Рядом с сокетом располагается 4(ATX12V) или 8(EPS12V) контактный разъём для питания процессора. На материнских платах предназначенных для установки мощных CPU, устанавливаются несколько таких разъёмов.

Но через них подаётся 12 вольт, а современные процессоры работают с напряжением чуть выше 1 вольта и это не фиксированное напряжение, в зависимости от нагрузки, оно может немного меняться, например: в простое, для экономии энергии и уменьшения нагрева, на процессор подаётся менее 0,8 В, а когда все ядра полностью загружены, оно возрастает до 1,4 в.

Поэтому вокруг процессорного сокета находятся модули регулирования напряжения или сокращённо VRM, они нужны для преобразования 12 вольт в напряжение необходимое процессору.

Один такой модуль или фаза, состоит из конденсатора, дросселя, двух мосфетов и драйвера. В современных платах драйвер и два мосфета объеденены в один корпус.

Драйвер управляет процессами открытия-закрытия транзисторов с частотой, задаваемой ШИМ-контроллером, а катушка и конденсатор сглаживают напряжение с транзисторов.

Для получения более стабильного напряжения на процессор используют несколько фаз питания, импульсы которых смещены друг относительно друга. Управляет ими ШИМ-Контроллер, который находится рядом.

Обычно устанавливают от 4 до 8 реальных фаз, так как используют столько же фазный ШИМ-контроллеры. Если на плате установлено к примеру 16 фаз, то производитель использует делители, то есть сигнал с одного канала ШИМ-контролера распределяется на два драйвера.

Физически фаз больше, но работают они синхронно и поэтому они не сглаживают пульсации, а лишь позволяют установить более мощный процессор и уменьшить тепловыделение элементов.

Так же рядом с процессорным сокетом размещаются слоты для установки модулей оперативной памяти. У современных модулей рабочее напряжение 1.1 в, поэтому рядом со слотами тоже есть цепи питания, которые преобразовывают напряжение, но для DRAM используют одну или две фазы.

Количество слотов на материнской плате, зависит от контроллера памяти, который находится в процессоре или в северном мосте. Обычно это двухканальный контроллер, то есть шина памяти у него разделена на два канала, что позволяет осуществлять доступ к памяти не один раз за такт контроллера, а два.

На каждый канал можно установить до двух модулей DRAM, что даёт возможность установить 4 модуля оперативной памяти, если на материнской плате есть для них слоты.
(Многие контроллеры памяти позволяют осуществлять доступ к памяти не один раз за такт контроллера, а два. Двухканальный режим означает, что два канала памяти будут работать параллельно, это повышает производительность)

В более мощных системах используется четырёхканальный контроллер и к плате можно подключить 8 модулей.

Есть несколько вариантов разводки шины DRAM: обычно используется Прямая, T-образная топология или Daisy Chain.

Прямая топология используется в ITX платах с двумя слотами памяти. С ней можно добиться высоких частот памяти при заполнении 2 слотов. (Электрические характеристики наилучшие)

Т-образная, оптимизированна для заполнения всех слотов памяти, у неё длина проводников до двух модулей одинаковая и с ней можно добиться хороших частот памяти при заполнении всех слотов, но стабильность работы при заполнении 2 слотов будет хуже.

Daisy Chain оптимизированна для установки одного модуля на канал, у неё длина проводников меньше чем с Т-образной и с ней можно добиться больших частот памяти, но стабильность работы при заполнении всех слотов, хуже.

Ниже слотов памяти, в левой части платы размещают разъемы PCI Express. Эти разъёмы предназначены для установки плат расширения.

Они бывают несколько типов, с разным количеством выделенных линий. X16 используются в основном для установки видеокарт, а остальные слоты для установки других плат расширения, например звуковых карт.

Маломощные карты получают питание от самого слота. В качестве силовых линий используются выводы на левой части разъема. Через них подключаемое устройство получает +12 и +3.3 вольта.

Так как пикабу не разрешил вставлять картинки в более длинный пост,  продолжение во второй части

Предыдущий прогноз DRAMeXchange предсказывал снижение цен на DRAM в третьем квартале на величину до 10 %. Углубление торговой войны США и Китая расширят диапазон снижения цен до 15 %. При этом важно подчеркнуть, что речь идёт о сезоне, когда спрос на память традиционно высок. Пропустив это золотое время, производители провалят выручку за два ценных квартала и за весь год. В DRAMeXchange открыто заявляют, что все без исключения производители памяти по итогам года объявят об убытках.

До начала последней активной фазы торгового кризиса аналитики прогнозировали выравнивание спроса и предложения к концу текущего года. Динамика снижения цен на память в четвёртом квартале могла снизиться до диапазона 2–5 %. В новых реалиях запрета продукции Huawei снижение цен на память в предпраздничный период увеличится до 10 %. Инвентарные запасы памяти и так практически не освобождаются, но выход из игры значительной части бизнеса Huawei грозит и вовсе растянуть этот процесс на неопределённое время. Во всяком случае, в 2019 году аналитики уже не ожидают запуск процесса по восстановлению цен на DRAM. Вероятно, это произойдёт в 2020 году, но даже не потому, что что-то изменится. Просто производители подошли к краю. Дальше отступать некуда.

Компания Samsung Electronics объявила о начале серийного выпуска второго поколения микросхем памяти High Bandwidth Memory-2 (HBM2) емкостью 8 ГБ, предназначенных для суперкомпьютеров, систем искусственного интеллекта и графических ускорителей.

Производитель акцентирует внимание на том, что эта память типа DRAM, получившая собственное название Aquabolt, — самая быстрая на рынке. Говоря конкретнее, новая память Samsung Aquabolt поддерживает скорость 2,4 Гбит/с в расчете на один вывод.

Память Samsung Aquabolt рассчитана на напряжение питания 1,2 В. При этом производитель отмечает, что новые модули примерно на 50% превосходят по производительности микросхемы Samsung HBM2 первого поколения объемом 8 ГБ, с характерным для них показателем 1,6 Гбит/с в расчете на вывод при напряжении питания 1,2 В и 2,0 Гбит/с при напряжении питания 1,35 В.

Производитель также отмечает, что одна микросхема Samsung HBM2 емкостью 8 Гбайт обеспечивает суммарную пропускную способность в 307 ГБ/с (у первого поколения было 256 ГБ/с), что в 9,6 раза превышает показатель микросхемы GDDR5 объемом 8 Гбит, равный 32 ГБ/с. Используя четыре микросхемы в одной системе можно получить пропускную способность 1,2 ТБайт/с.

Каждая микросхема Samsung HBM2 состоит из восьми кристаллов памяти. Каждый кристалл памяти имеет более 5 000 контактов TSV для межслойного вертикального соединения. Получается, что в одной микросхеме насчитывается более 40 000 соединений.

Среди усовершенствований, которые обеспечили прирост производительности по сравнению с первым поколением, отмечается улучшения конструкции межсоединений TSV, которые позволили уменьшить искажения сигналов, а также более эффективные механизмы отвода тепла. Кроме того, сообщается об увеличенном числе термоэлементов между кристаллами и дополнительном защитном нижнем слое, повышающем прочность всей конструкции.

itc.ua