Σε ένα από τα κρισιμότερα πεδία της παγκόσμιας κούρσας για υπολογιστική ισχύ μεταφέρεται ο ανταγωνισμός των ημιαγωγών, καθώς η εκρηκτική ανάπτυξη της Τεχνητής Νοημοσύνης φέρνει στο προσκήνιο έναν νέο τεχνολογικό περιορισμό: την προηγμένη συσκευασία chips και μνήμης.

Πάνω από 130 εκατ. επιταχυντές AI αναμένεται να διατεθούν την επόμενη πενταετία

Σύμφωνα με νέα ανάλυση της Counterpoint Research, περισσότεροι από 130 εκατ. επιταχυντές AI -GPUs και εξειδικευμένα ολοκληρωμένα κυκλώματα ASIC- αναμένεται να διατεθούν για AI servers μέσα στην επόμενη πενταετία, μαζί με προηγμένα συστήματα μνήμης ενσωματωμένα κοντά στην υπολογιστική μονάδα. Η συγκεκριμένη αγορά εκτιμάται ότι θα δημιουργήσει σχεδόν $2 τρισ. έσοδα μόνο από υπολογιστική ισχύ.

Η κλίμακα αυτής της ζήτησης αλλάζει ταυτόχρονα τις ισορροπίες στην αλυσίδα αξίας των ημιαγωγών. Η δυνατότητα κατασκευής μικρότερων τρανζίστορ δεν αποτελεί πλέον τη μοναδική παράμετρο που καθορίζει τις επιδόσεις. Η δε αποτελεσματική σύνδεση επεξεργαστών, μνήμης και επιμέρους chiplets μέσα στο ίδιο σύστημα αποκτά στρατηγική σημασία.

Η Counterpoint θεωρεί ότι η προηγμένη συσκευασία εξελίσσεται στο νέο πεδίο ανταγωνισμού, καθώς η βιομηχανία καλείται να αντιμετωπίσει τρεις διαφορετικούς φυσικούς περιορισμούς: το λεγόμενο «Memory Wall», το «Performance Wall» και το «Copper Wall».

Στην πρώτη περίπτωση, η ταχύτητα και η ενεργειακή απόδοση με την οποία τα δεδομένα μετακινούνται μεταξύ μνήμης και επεξεργαστή αρχίζουν να περιορίζουν τις συνολικές επιδόσεις των AI accelerators. Στη δεύτερη, τα φυσικά όρια του μεγέθους ενός ενιαίου chip οδηγούν στη χρήση πολλαπλών chiplets, τα οποία πρέπει να λειτουργούν ως ενιαίο σύστημα. Παράλληλα, οι παραδοσιακές ηλεκτρικές διασυνδέσεις μέσω χαλκού αντιμετωπίζουν αυξανόμενους περιορισμούς σε κατανάλωση ενέργειας και απόσταση όσο αυξάνονται οι ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων.

Ο ανταγωνισμός

Σε αυτό ακριβώς το σημείο επιχειρεί να ενισχύσει τη θέση της η Intel. Η αμερικανική εταιρεία αναπτύσσει μια τεχνολογική στρατηγική τριών επιπέδων, με τις λύσεις EMIB, ZAM και XBM. Η EMIB αποτελεί ήδη εμπορικά διαθέσιμη τεχνολογία προηγμένης συσκευασίας της Intel, επιτρέποντας τη σύνδεση διαφορετικών chips χωρίς την ανάγκη ενός μεγάλου ενδιάμεσου στρώματος πυριτίου. Η ZAM, που αναπτύσσεται σε συνεργασία με τη SAIMEMORY της SoftBank, τοποθετείται ως μεσοπρόθεσμη εναλλακτική για συστήματα μνήμης κατηγορίας HBM4. Η XBM αποτελεί πιο μακροπρόθεσμη προσέγγιση, με διαφορετική αρχιτεκτονική στη σύνδεση μνήμης και υπολογιστικής μονάδας.

Απέναντί της βρίσκεται η TSMC, η οποία σήμερα διαθέτει σημαντικό προβάδισμα μέσω της τεχνολογίας CoWoS, που έχει εξελιχθεί σε βασική υποδομή για τα πλέον προηγμένα AI chips που συνδυάζονται με μνήμη HBM.

Η κυριαρχία της TSMC δεν βασίζεται μόνο στην τεχνολογία. Σύμφωνα με την Counterpoint, η εταιρεία διαθέτει πλεονέκτημα στην παραγωγή μεγάλου όγκου, στην ωριμότητα των διαδικασιών και στο οικοσύστημα που έχει ήδη δημιουργηθεί γύρω από τα πρότυπα της JEDEC.

Ταυτόχρονα, όμως, η αυξανόμενη εξάρτηση της βιομηχανίας από το CoWoS δημιουργεί προβλήματα κόστους, παραγωγικής δυναμικότητας και αποδόσεων παραγωγής, ανοίγοντας δυνητικά χώρο για ανταγωνιστικές λύσεις.

Το κατά πόσο η Intel θα μπορέσει να αξιοποιήσει αυτή την ευκαιρία θα εξαρτηθεί, σύμφωνα με την ανάλυση, όχι μόνο από την τεχνολογική της πρόταση αλλά και από την ταχύτητα εκτέλεσης, την προσέλκυση μεγάλων συνεργατών από το οικοσύστημα επεξεργαστών και μνήμης και την επίλυση ζητημάτων θερμικής διαχείρισης και ολοκλήρωσης.