В мире искусственного интеллекта память стала настоящим узким местом. Пока нейросети растут в размерах, цены на DRAM и HBM взлетают, а ускорители тратят больше времени на ожидание данных, чем на реальные вычисления. Бельгийский исследовательский центр Imec нашёл неожиданный выход: возродил технологию 1970-х годов и превратил её в ультрасовременный гибрид, который сочетает скорость DRAM с плотностью NAND.
Учёные представили первую в мире трёхмерную реализацию charge-coupled device (CCD) специально для задач ИИ. Вместо того чтобы размещать чипы памяти рядом, их stacking вертикально, как слои в многоэтажном здании. Результат — сверхбыстрая передача заряда со скоростью выше 4 ГГц в лабораторных условиях.
Как работает новый гибрид
Классическая DRAM быстная, но дорогая и «прожорливая» по плотности. NAND, наоборот, дешёвая и компактная, но медленная. Imec соединила лучшее от обеих миров в одном устройстве. Ключевой материал — IGZO (оксид индия-галлия-цинка). Он обладает гораздо лучшей подвижностью электронов, чем кремний, почти не даёт утечек и позволяет создавать более плотные трёхмерные структуры.
Технология решает так называемую «стену памяти» — ситуацию, когда мощные AI-ускорители простаивают в ожидании новых токенов. Теперь данные могут перемещаться внутри чипа гораздо быстрее и эффективнее.
От старых камер к дата-центрам ИИ
Интересно, что CCD когда-то была главной технологией в цифровых камерах, телевизионном оборудовании и даже астрономических датчиках. Потом её вытеснили CMOS-сенсоры — более дешёвые и энергоэффективные. Теперь же CCD возвращается в совершенно новом обличье. Правда, пока это лишь концепт: нужны дополнительные исследования по тепловому поведению и масштабированию слоёв.
Если всё получится, новая память сможет взять на себя часть нагрузки с дорогой DRAM и HBM в дата-центрах. А это значит — ниже стоимость обучения и работы больших языковых моделей искусственного интелелкта.
