サムスン電子「zHBM」公開、HBM5比で最大8倍速く

AI半導体のボトルネックが演算チップよりもメモリ側で深刻化しているとの指摘が相次ぐ中、韓国の二大メモリ企業が米カリフォルニア州で開催された世界最大級のメモリ・ストレージイベントの舞台に並んで登壇しました。両社とも、ここ数年でAI推論時に消費されるトークン量が急増し、従来型のメモリ構造では処理速度が追いつかなくなっているとの認識で一致しています。発表は現地時間で前日に行われました。

サムスン電子が打ち出した解決策は、メモリを横方向ではなく高さ方向に積み上げるというものです。zHBMは、これまで加速器の隣に配置していた広帯域メモリをチップの真上に直接積層し、信号が行き来する距離そのものを縮めた構造です。ウエハー全体を貼り合わせる接合技術と銅を直接つなぐボンディング方式を採用して配線密度を大幅に高め、その結果、熱抵抗も開発中のHBM5比で10〜25%程度まで下げることに成功しました。発表を担当した幹部は、汎用製品というよりプロセッサーメーカーと最初から共同設計するカスタム方式で開発を進めると述べています。

ストレージ分野でも3次元戦略が続きました。サムスン電子は400層以上を積み上げた第10世代V NANDを業界で初めて公開し、これを複数層で束ねたオンデバイス特化ソリューション「zNAND-O」も併せて披露しました。高速処理が必要な一時データはDRAMに任せ、容量の大きいAIモデル自体はNAND型メモリに保存する構造で、量産サンプルは2028年から供給される予定です。

SKハイニックスは異なる道を選びました。NANDを8層または16層に積み上げ、最大512ギガバイトの容量と毎秒最大3テラバイトの転送速度を実現するHBFの標準規格を、サンディスクと共同で完成させ発表しました。業界共通の接続規格UCIeを採用し、異なるプロセッサーにも柔軟に接続できるよう設計されており、グーグルとテンストレントも標準化作業に参加しています。すべての工程を自社内で統合しようとするサムスン電子とは対照的に、複数企業が共に使う土台を広げていくアプローチです。

市場動向も今回の発表の背景にあります。サムスン電子は今年第1四半期のメモリ売上高で世界首位を維持し、市場調査会社はメモリ市場全体の規模が今年より来年に大きく拡大すると予測しています。あるフランス系調査機関は、両社の投資拡大と政府支援を根拠に、韓国が今後も数年間メモリ分野の首位を維持すると見通す一方、AI市場が学習中心から推論中心へと移行し、新製品の開発サイクルが速まっている点を新たな変数として挙げています。