Z2RAM від Nagare Labs: швидкість SRAM і щільність DRAM

Nagare Labs, спіноф Georgia Tech за підтримки Пата Гелсінгера, каже, що його пам'ять Z2RAM може розмістити пам'ять зі швидкістю SRAM і щільністю DRAM безпосередньо на AI-чіпах. Опубліковані комірки від його засновників зберігали дані понад 300 секунд при 85 градусах Цельсія. Показники Gen 1 компанії, зокрема 5-кратна щільність SRAM і 14-кратна швидкість DRAM, залишаються проєкціями.

Як працює Z2RAM

Nagare описує Z2RAM як «Два транзистори і екран. Без конденсатора.» Транзистор запису розміщує заряд на вузлі зберігання, екран блокує шумних сусідів, а транзистор читання може зчитувати без розряджання. У цій комірці з підсиленням ємність затвора транзистора читання утримує заряд, тому читання є неруйнівним і уникає зворотного запису DRAM. Nagare прагне значно менше пікоджоуля на біт.

Вузьке місце пам'яті

AI-чіпам потрібна висока пропускна здатність, але вихід придатних HBM є складним. Тепло також обмежує стекову пам'ять, а Samsung zHBM заплановано приблизно на чотири шари. Nagare каже, що пікова обчислювальна продуктивність зростала на 70 відсотків на рік протягом трьох десятиліть, тоді як пропускна здатність пам'яті зростала на 20 відсотків. Симуляція 2025 року від групи співзасновника Шимена Ю розмістила потужність логіки під стекованою DRAM на рівні 220 W/cm2, або 300 W/cm2 з кращими тепловими переходами, щоб утримувати DRAM при температурі не вище 95 градусів Цельсія.

Опубліковані результати та відкриті питання

Стаття 2020 року від групи співзасновника Сумана Датти повідомила про зберігання протягом 1 секунди при 25 градусах Цельсія і 300 мілісекунд при 85 градусах Цельсія. Оновлення 2025 року досягло понад 1000 секунд при 25 градусах Цельсія, а пізніше посилена комірка на трьох транзисторах утримувала дані понад 300 секунд при 85 градусах Цельсія. Nagare відмовилася надати виміряні показники зберігання, затримки чи енергії. Датта сказав The Register, що відбір зразків плиток Z2RAM планується протягом чотирьох років, а серійні поставки, якщо вони відбудуться, плануються протягом наступного десятиліття.

Виробничі перешкоди

Nagare будує шари поверх прискорювача і виготовляє їх разом на одному кристалі, без інтерпозера чи з'єднань між шарами пам'яті. Наразі компанія не має фабрики і шукає партнера для R&D-фабрики. Ю сказав The Register, що не існує стандарту для інтеграції такої пам'яті з прискорювачем, а Датта згадав занепокоєння щодо надійності, зокрема ефекти одного електрона.

Джерела: Tom's Hardware