شهد عالم الذاكرة تطورات بطيئة على مدى العقود الثلاثة الماضية، مع هيمنة SRAM وDRAM وFlash. لكن هذا قد يتغير بفضل Nagare Labs وتقنيتها الواعدة Z2RAM، والتي تحظى بدعم Pat Gelsinger، الرئيس التنفيذي السابق لشركة Intel. يرى Gelsinger أن هذه التقنية الجديدة قد تكون الاستثناء الذي يكسر القاعدة وتتجاوز «جدار الذاكرة».
تهدف Z2RAM إلى دمج أفضل خصائص الذاكرات الحالية: سرعة تضاهي SRAM، وكثافة أقرب إلى DRAM، وسهولة تصنيع أعلى من HBM أو LPDDR. يقول Gelsinger إنها تجمع بين الكثافة والأداء بطريقة متفوقة على الخيارات المتاحة حاليًا مثل HBM، مما يوفر كثافة وسرعة وطاقة أفضل بكثير.
مميزات Z2RAM التقنية
تعتمد Nagare Labs، التي أسسها باحثون من Georgia Institute of Technology، على أشباه الموصلات الأكسيدية (oxide semiconductors) وتصميم يسمح بدمجها مباشرة مع منطق المعالجة باستخدام تقنيات الربط الهجين ثلاثي الأبعاد 3D hybrid bonding. يتيح هذا التصميم كثافة بتات تزيد عن 5 أضعاف SRAM، فمثلاً، يمكن لرقاقة Z2RAM بسعة 320 ميجابايت أن تشغل نفس مساحة رقاقة SRAM بسعة 64 ميجابايت، مع عرض نطاق ترددي مماثل.
على عكس DRAM التي تستخدم مكثفًا واحدًا لكل خلية وتتطلب إعادة كتابة البيانات بعد قراءتها، تستخدم Z2RAM خليتين من الترانزستورات. يسمح هذا التخزين في الترانزستورات بقراءة البيانات بشكل غير متلف، مما يحسن زمن الاستجابة. برأينا، هذه الميزة حاسمة في التطبيقات عالية الأداء، خاصة مع تزايد الطلب على الذكاء الاصطناعي الذي يُعد حملاً يعتمد بشكل كبير على الذاكرة.
يشير Gelsinger إلى أن الطلب على الذاكرة قد انفجر مع نمو الذكاء الاصطناعي. بينما تعتمد مسرعات AI مثل Nvidia Groq LPUs على مئات الميجابايت من SRAM لكل شريحة، يمكن لـ Z2RAM تقليل عدد الشرائح المطلوبة بخمسة أضعاف أو أكثر لخدمة نماذج LLM الكبيرة، مما يعالج تحديات عرض النطاق الترددي والسعة التي يخلقها الذكاء الاصطناعي.
تحديات التطوير والطريق إلى الإنتاج
رغم الإمكانات الكبيرة، لا تزال Z2RAM في مراحلها الأولى. حصلت Nagare Labs على تمويل أولي بقيمة 5 ملايين دولار أمريكي (18.75 مليون ريال سعودي تقريباً أو 18.35 مليون درهم إماراتي تقريباً) وهي لا تزال في مرحلة النماذج الأولية المختبرية. تتطلع الشركة حاليًا إلى شريك تصنيع للبحث والتطوير بهدف إنتاج عينات من رقائق Z2RAM العاملة في غضون السنوات الأربع القادمة، والوصول إلى الإنتاج التجاري خلال العقد المقبل.
تواجه Nagare Labs تحديات في الدمج، حيث لا يوجد معيار صناعي مفتوح حاليًا لدمج هذه الذاكرة الجديدة مع المسرعات. فتقنيات مثل AMD 3D V-Cache هي ملكية خاصة. وقد تضطر الشركة إلى تصميم واجهة خاصة بها، وهي مهمة ليست سهلة. كما أن أشباه الموصلات الأكسيدية، رغم أدائها الحراري والإشعاعي الجيد، عرضة لعيوب ذرية تؤثر على موثوقية الخلايا.
بالنسبة للمطورين والمصممين، يمثل هذا الابتكار أفقًا جديدًا لتجاوز قيود الأداء في تطبيقات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي. إذا نجحت Z2RAM في الوصول إلى الإنتاج، فقد نرى جيلًا جديدًا من الأجهزة والمسرعات القادرة على معالجة نماذج AI أكبر وأكثر تعقيدًا بكفاءة أعلى بكثير. هذا يعني أن مشاريعنا المستقبلية قد لا تكون مقيدة بـ «جدار الذاكرة» الذي نواجهه اليوم، مما يفتح الباب أمام ابتكارات غير مسبوقة في الأداء وقدرات المعالجة.
المصدر: theregister.com