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專家示警 散熱將成為AI基建最大瓶頸之一 STCO和CPO可望成解方

專家示警 散熱將成為AI基建最大瓶頸之一 STCO和CPO可望成解方

業界專家警告,散熱問題正日益成為人工智慧(AI)基礎設施的最大瓶頸之一,但他們同時也表示,AI本身有可能會是這項問題的解決方案之一。

韓媒ETNews報導,韓國科學技術院(KAIST)教授金鐘浩(音譯)警告,隨著愈來愈多系統半導體和記憶體採用3D堆疊技術,日益嚴峻的散熱挑戰可能阻礙AI發展。

記憶體將尤其可能面臨到嚴峻挑戰。金鐘浩預期,除了堆疊的高頻寬記憶體(HBM)外,堆疊NAND快閃記憶體的高頻寬快閃記憶體(HBF),以及堆疊靜態隨機存取記憶體(SRAM)的高頻寬SRAM(HBS),將成為AI時代下的下一代記憶體技術。

金鐘浩表示,隨著記憶體結構日益複雜,散熱管理將需要新的方法,尤其是AI驅動的設計自動化。他以他自己實驗室正在使用的「HBM設計AI代理」為例,該模型可幫助改善散熱結構。他呼籲各界開發能夠自主處理日益複雜的封裝設計、推導出基於物理定律的最適方案,以及開發出高效散熱架構的AI設計工具。

散熱挑戰已開始影響下一代的記憶體設計。路透報導,三星的zHBM直接將記憶體垂直堆疊在AI加速器上,其晶圓鍵合(wafer-bonding)技術可望實現比HBM5高十倍的記憶體密度、高三倍的能源效率,以及減少逾一半的熱阻。

除了記憶體外,AI晶片不斷提升的功耗也對散熱系統造成了更大壓力。TrendForce指出,輝達、超微和Google單一AI晶片的熱設計功耗(TDP)已超過1瓩(kW),機櫃級系統如今的功耗已達到數百kW。AI晶片採用液冷技術的普及率,預計將從去年的約33%上升至今年的53%,並在明年達到近60%。

首爾科技大學教授金成東(音譯)也指出,熱管理是先進半導體封裝面臨的一項重大挑戰。他表示,AI產業對熱管理的關注程度,正日益超越提升效能,主要方法包括共同封裝光學()和設計技術協同優化(STCO)。

CPO可將電子訊號轉換為光學訊號,比起傳統的銅互聯,除了可改善效能和能源效率外,還能減少發熱。STCO則旨在優化包括熱管理在內的整體系統效能。金成東並表示,業界正在加速推動STCO相關的技術研發和商業化。

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