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OCP全球峰会：扩大开放技术协作，克服存储技术局限

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“在全球IT行业竞争日趋激烈的时代，‘开放’与‘深化合作贡献力量’能否成为半导体行业突破当前挑战的解决方案呢？” 三星电子认为解决之道在于协作的力量。 10月17日至19日，三星电子参加了在加利福尼亚州圣何塞（San Jose）举行的2023年OCP（Open Compute Project，开放计算项目）全球峰会。OCP作为全球最大的开放数据中心技术合作社区，成立于2011年，致力于创新数据中心相关技术，迄今已发布了300多项技术，成为全球卓越IT企业参与的全球最大技术创新团体。 本次活动以“通过协作扩大创新（Scaling Innovation Through Collaboration）”为主题盛大开幕，吸引了来自全球各地的 4000人参加。该活动基于合作，旨在加速开放计算解决方案在效率、可扩展性和可持续性方面的发展。 三星电子通过主旨演讲强调了人工智能时代协作的重要性，同时提出了应对内存行业当前挑战的解决方案。一起来了解三星内存解决方案在应对内存墙（Memory Wall）问题上发挥的作用和扩大OCP生态系统协作的具体努力。
三星电子主题演讲：以“协作之力”克服人工智能/机器学习时代的内存挑战 人工智能和机器学习时代正式拉开帷幕。随着以数据为中心的技术高速发展，ChatGPT等大规模语言处理模型需要的数据量呈指数级增长。相比之下，存储技术的发展明显滞后。内存容量止步于每2年增加2倍。
内存墙是指，当存储能力无法满足数据处理的四个方面——带宽（Bandwidth）、容量（Capacity）、时延（Latency）、功耗（Power）等时出现的现象。而且，数据处理对环境的影响也越来越大。处理大规模数据的过程当中，数据中心的功耗呈大幅上升趋势，预计2030年数据中心的功耗将比2020年增加超15倍。这可谓是当前存储行业面临的核心问题。 三星半导体业务部门解决方案开发主管JongGyu Park以“释放协作的力量：克服人工智能/机器学习时代的内存挑战（Unleashing the power of collaboration: overcoming memory challenges in the AI/ML era）”为题发表了主题演讲。 三星存储综合产品解决方案
三星电子为解决内存难题，展示了垂直化存储器层次结构的整体存储解决方案。除此之外，还揭示了PB（拍字节）级的超高密度系统技术的发展与包括先进封装（AVP）技术的基础设施创新。
  • • 拍字节（PB）级固态硬盘（以下统称为PBSSD）：下一代超高密度存储解决方案
  • PBSSD是具备先进水平的超高密度、高性能、高效率的下一代存储解决方案。结合三星最新V-NAND技术和最新硬件技术，将系统密度提升约30%。此外，PBSSD还通过优化电源管理技术，对比之前系统降低20%功耗，从而提高了能效，增加了数据中心的机架密度。结合当前正在开发的动态电源管理技术，PBSSD可以使用更低的能量，提供更大存储容量。这意味着它能最大限度提高能效的同时提供PB级容量，最终改善客户的TCO*，并有望减轻对环境的影响。 *TCO：总拥有成本 • 先进封装技术（Advanced Packaging Innovation） 最近，三星电子将先进封装技术作为实现存储解决方案的途径，新设AVP业务团队，集中开发相关技术。三星电子DSRA（Device Solutions Research America）先进封装研究所所长Woopoung Kim博士也上台展示了三星重点关注的先进封装技术创新。
  • 三星当前拥有FOPKG、2.3D、2.5D、3D等丰富多样的先进封装产品组合。在此基础上，技术重点转向3D封装，以改善性能与产量。 虽然，目前人工智能与HPC机器使用基于硅中介层的2.5D封装，但对比在2.5D封装，3D封装可降低40%功耗，降低10%延迟。由此可见，3D环境可实现更多、更细、更短的连接，改善带宽、容量与时延，同时降低功耗，帮助应对内存墙问题。
  • 另一方面可通过3D堆叠封装平台X-Cube，呈现基于TCB的μBump（微凸块）和基于HCB的Bumpless（无凸块）等3D封装技术升级。对比μBump，Bumpless堆叠技术可将带宽增加40至150倍，同时提升30%芯片功率。 *TCB：热压结合 *HVB：铜质混合键合
  • 与此同时，三星电子还通过先进异构集成技术支持开放式芯粒（Chiplet）经济。 不仅如此，还开发了I-CubeE等成本优化封装平台，大幅扩大先进封装技术的使用范围。I-CubeE采用集成硅桥（Si-bridges）的RDL中介层，对比现有硅中介层降低22%封装成本。凭借与现有类似的信号与电源完整性，支持大于掩模板（Reticle）4倍以上的大尺寸封装。 此外，还支持在开放型生态系统内与OCP合作伙伴、设计、IP 、EDA、OSAT合作伙伴合力支持D2D（die-to-die）协议与芯粒开发，同时大力提供先进的封装平台以激活芯粒经济。
OCP：三星电子致力于扩大开放创新的历程 一直以来，三星电子认为开放技术生态系统将在克服内存挑战方面发挥关键作用，并在开发开放技术和扩大生态系统方面投入了大量精力和资金。三星于2015年首次参与OCP，并从2021年开始成为在中国举办的OCP中国日活动最高等级赞助商，支持中华区开源发展战略。三星电子为开源生态系统发展的努力阶段可以分为初始期、成长期、扩散期等三个阶段。 2023年正式步入扩散阶段的三星电子将制定三项未来开放创新扩散战略：建立合作开放型平台；继欧美之后构建以亚太地区为中心的亚太社区；在环境、经济、社会领域开展开放合作，实现可持续发展。 首先，7月位于韩国华城的三星电子存储事业部的“OCP体验中心”正式拉开帷幕。该中心有望成为体验三星电子不同半导体产品与技术的场所，也将成为开放协作平台的中心，为生态系统合作伙伴协作创造机会，开发下一代IT技术解决方案与产品。 接着，通过建立亚太社区奠定了扩大全球协作链的基础。并以此为契机，于今年7月4日成功在韩国举办了OCP亚太技术日。亚太地区是半导体制造商、系统与组件制造商、数据中心等生态系统主要成员聚集的中心。未来将在OCP的引导下，继续加强亚太地区的开放创新生态系统。 而且，三星电子去年宣布参与OCP可持续发展倡议（OCP Sustainability Initiative），与半导体产品供应、生产与使用阶段利益攸关方进行开放协作，继续在整个半导体价值链的可持续发展上做出努力。
3种高性能、低功耗的下一代存储解决方案 存储行业除了人工智能与机器学习带来的诸如数据规模、带宽、容量、时延、功耗等各种技术挑战之外，还面临节能等可持续发展课题。三星电子为了应对这些挑战，展示了应用PBSSD、AVP技术的HBM3、256TB SSD等4种主要下一代存储解决方案，且备受关注。
  • • PBSSD：最大限度提高能效的超高容量解决方案 PB级超高容量PBSSD结合三星最新V-NAND技术与和器件技术，提高30%系统密度。而且可以根据用途灵活改变容量，支持可扩展性（Scalability）。通过针对系统的功耗优化技术，对比现有系统节约20%能耗，从而大幅提高数据中心的机架密度。 • HBM3：3D AVP技术应用解决方案 高带宽内存（HBM）通过垂直堆叠多个DRAM来实现极高的密度，具有数据处理速度快、功耗低的特点，在需要超高速处理大容量数据的生成式人工智能等高性能计算（HPC）中发挥着关键作用。三星电子的12层堆叠HBM采用下一代3D堆叠封装技术来提高性能与产量。HBM3拥有6.4Gbps的处理速度与819GB/s的带宽，对比上一代DRAM快1.8倍，且功耗降低10%。 • 256TB SSD：打造业界最高密度 256TB SSD不仅实现了三星最高密度，同时还大幅提高了能效。单个256TB SSD的容量与8个32TB SSD堆叠的容量相同，但功耗仅为其七分之一。可支持客户在单个服务器机架的功率与物理空间限制下，尽可能存储最大量的数据。
未来，三星电子将继续扩大跨行业合作，突破存储行业的瓶颈，持续开发技术，追求可持续发展的未来。 关于三星电子 三星以不断创新的思想与技术激励世界、塑造未来。重新定义电视、智能手机、可穿戴设备、平板电脑、数码电器、网络系统、存储、系统集成电路、半导体代工制造及LED解决方案。 欲了解更多最新消息，请访问三星新闻中心：http://news.samsung.com 免责声明： 除非经特殊说明，本文中所涉及的数据均为三星内部测试结果，涉及的对比均为与三星产品相比较。
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