Các nhà sản xuất bộ nhớ lớn đang tìm cách mở rộng khả năng sản xuất của mình để đáp ứng nhu cầu chip ngày càng tăng của ngành công nghiệp. SK Hynix đang đặt mục tiêu cao hơn nữa, lên kế hoạch cải tiến đáng kể cho các khối lượng công việc AI chạy trên thiết bị di động và các thiết bị biên (edge devices) khác. Theo nhiều nguồn tin từ Hàn Quốc, SK Hynix đang phát triển một loại bộ nhớ máy tính mới nhằm mục đích tăng tốc các khối lượng công việc cục bộ. Loại bộ nhớ này, được gọi là High-Bandwidth Storage (HBS), là sự mở rộng của công nghệ High Bandwidth Flash đã được giới thiệu trước đó, bằng cách kết hợp các thành phần DRAM di động và NAND Flash vào một gói duy nhất cho các thiết bị tính toán di động. Đây là một bước đi đột phá nhằm tối ưu hóa hiệu suất và kích thước chip.
HBS: Tích hợp DRAM và NAND bằng công nghệ VFO
Các nguồn tin cho biết HBS được thiết kế đặc biệt để mang lại hiệu suất cao hơn cho các khối lượng công việc AI trên điện thoại thông minh, máy tính bảng và các thiết bị di động khác. Các chip mới này có thể xếp chồng lên tới 16 lớp bộ nhớ DRAM và NAND, được kết nối với nhau thông qua các phần tử quạt dây dẫn dọc (vertical wire fan-out – VFO).
SK Hynix lần đầu tiên triển khai các sản phẩm DRAM dựa trên VFO với Apple Vision Pro, nhưng HBS tăng thêm sự phức tạp bằng cách tích hợp cả chip NAND Flash. Nhà sản xuất bộ nhớ Hàn Quốc này đã giới thiệu VFO vào năm 2023, lưu ý rằng công nghệ đóng gói này sẽ cải thiện đáng kể hiệu quả, khả năng tản nhiệt và thu nhỏ kích thước chip.
Ý tưởng chính đằng sau VFO là các lớp chip được kết nối thông qua các dây dẫn dọc thay vì các dây dẫn cong. So với các giải pháp dây dẫn thông thường, thiết kế quạt dây dẫn dọc giảm 4.6 lần không gian cần thiết để truyền electron giữa các lớp. Do đó, SK Hynix báo cáo rằng hiệu quả năng lượng được cải thiện 4.9%, khả năng tản nhiệt tăng 1.4%, và gói chip mỏng hơn 27% so với chip truyền thống. Điều này là cực kỳ quan trọng đối với các thiết bị di động, nơi không gian và quản lý nhiệt là ưu tiên hàng đầu.
Ưu điểm về chi phí và lộ trình ra mắt của bộ nhớ HBS
Không giống như công nghệ HBF mà SK Hynix đang phát triển với SanDisk, HBS không yêu cầu kết nối thông qua silicon via (through-silicon via connections – TSV). Điều này được kỳ vọng sẽ giúp năng suất sản xuất cao hơn và chi phí sản xuất thấp hơn, thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi hơn trong ngành công nghiệp bán dẫn. Việc không dùng TSV giúp giải quyết một trong những rào cản lớn về chi phí và độ phức tạp trong việc đóng gói chip tiên tiến.
Các nguồn tin cho biết thiết kế xếp chồng DRAM+NAND mới này dự kiến sẽ được đóng gói trực tiếp với bộ xử lý ứng dụng (application processor) của thiết bị. Bộ nhớ HBS có khả năng được thiết kế để tăng tốc xử lý dữ liệu trong điện thoại thông minh và các thiết bị dựa trên SoC (System-on-a-Chip) khác. SK Hynix đã phát triển HBS đặc biệt để tăng cường hiệu suất khối lượng công việc AI trên thiết bị di động, mặc dù hiệu suất thực tế của nó vẫn cần được chứng minh.
Công nghệ này được lên kế hoạch chính thức giới thiệu trong khoảng thời gian từ 2029 đến 2031. Trong khi đó, công ty đã phải vật lộn để đáp ứng nhu cầu khách hàng về chip mới trong năm 2026. Sự phát triển đầy tham vọng này cho thấy SK Hynix đang đầu tư mạnh mẽ vào tương lai của AI trên thiết bị biên (AI at the edge), tin rằng việc hợp nhất bộ nhớ sẽ là chìa khóa để duy trì sự cạnh tranh trong nhiều năm tới.
