领先17倍却卡在散热！AMD混合键合3D DRAM：能效碾压HBM、商用却遥遥无期

快科技9月2日消息，AMD近日在内部技术研讨会上披露了一项令人振奋的实验数据： 基于混合键合（Hybrid Bonding）技术的3D DRAM架构，其能效相比传统HBM堆栈最高可提升17倍。 这意味着在相同功耗下，数据传输效率可实现数量级的飞跃。 传统HBM虽然通过TSV硅通孔将DRAM芯片垂直堆叠，但芯片之间仍依赖微凸块进行连接。这些微小的焊料球在连接时会产生物理间隙，必须用液态塑料填充物填充，这带来了寄生电阻、限制连接密度，并阻碍热量散发等问题。 AMD提出的混合键合3D DRAM则完全颠覆了这一设计。它将DRAM芯片直接堆叠在XPU（处理器或加速器）的正上方，消除了传统PHY接口带来的瓶颈。 在工艺上，它放弃微凸块，直接将晶圆抛光到原子级平整度，让铜与铜在加热后直接融合（Cu-Cu键合）。 值得一提的是，3D DRAM的优势远不止于能效。将DRAM直接放在计算芯片上方，极大地缩短了数据搬运的物理距离。在AI加速器中，数据移动消耗了大量能源，缩短距离能直接降低功耗。 此外，混合键合还能实现更高的互连密度，在更小空间内提供更大的数据带宽。 虽然前景诱人，但3D DRAM距离大规模量产仍有很长一段路要走。 阻碍其商业化的最大阻碍正是散热。 在混合键合的加热处理阶段，高温会导致DRAM单元的电荷保持能力下降（即刷新退化）。将发热大户DRAM直接堆叠在同样炙热的计算芯片上方，热量很难有效散出。 因此，如何在实现高效能键合的同时保证DRAM的稳定性，是AMD和整个行业亟待攻克的难题。 这项技术是AMD在3D V-Cache技术之后的又一次大胆延伸。从在CPU上堆叠SRAM缓存，到如今探索在XPU上堆叠DRAM， AMD正在用垂直空间换取性能与能效的突破。 可以预见，一旦散热问题得到解决，3D DRAM将彻底改写未来AI芯片和HPC处理器的内存架构。