美光
Ampere推出80核心處理器 瞄準雲端大數據應用
處理器供應商Ampere日前推出內建80個安謀(Arm)核心的Ampere Altra處理器,建基於Arm的省電與高性能的架構,單路最高支援4TB記憶體與128條PCIe 4.0通道,功耗則為210W,是一款專為雲端工作及邊緣數據中心設計的雲端原生CPU。目前Ampere Altra已經出貨給全球客戶,由客戶在各自的軟體中測試。
圖 Ampere日前推出80核心的Ampere Altra處理器。圖片來源:Ampere
做為Ampere的合作夥伴,美光(Micron)行銷策略副總Roger Peene表示:「進行深度學習、邊緣運算及高性能雲工作時,最重要的即是在分析海量數據的同時盡可能降低功耗。Ampere Altra處理器搭配美光的數據中心SSD和記憶體產品,可以協助用戶透過良好的計算功能與儲存聯接性,在低功耗解決方案中發揮大數據集的價值。」
Ampere Altra是Arm的64位元處理器,應用Arm Neoverse N1平台設計,加上單線程核心的特性,可望達成高性能與低功耗的技術突破。該處理器採用台積電7 nm技術,運行時脈為3 GHz,支援8個DDR4-3200記憶體通道,每個插槽可提供最高4TB的記憶體容量,同時每路支援最高128條PCIe Gen4通道,功耗為210W。
美光攜手七家工業物聯網公司推堅固創新解決方案
美光科技(Micron)日前推出其工業商數(IQ)合作夥伴計畫(Industrial Quotient Partner Program),再次強調其對工業物聯網市場的承諾。
美光嵌入式業務部門行銷副總裁Kris Baxter表示,為因應工業物聯網應用持續廣泛的增加與部署,為嵌入式應用選擇適合的工業用記憶體與儲存解決方案就變得更為重要。IQ合作夥伴計畫鞏固該公司工業客戶的信心,讓他們能確信為自己的IIoT設計選擇良好產品,並已將其總體擁有成本減至最低。這不僅有助符合未來工業用解決方案的基本要求,還透過簡化的產品生命週期管理確保產品可長期維持可靠性與品質。
有美光及其他創辦成員如研華科技(Advantech)、華騰國際(ATP Electronics)、Greenliant、宜鼎國際(Innodisk)、控創科技(Kontron)、Mercury Systems 及 Viking Technology作為強力後盾,美光的IQ合作夥伴計畫所推廣的設計解決方案,可在如工廠自動化、運輸及國防系統等廣泛的物聯網應用上提供高品質、可靠且持久耐用的產品。
工業物聯網(IIoT)正持續迅速地推動製造業的變革。這項改變除了將自動化和連網性延伸到傳統工廠之外,也在各種工業垂直應用催生對更多資料收集、溝通傳輸、即時分析和資料導向決策的強烈需求。IQ 合作夥伴計畫旨在滿足供應鏈的更大幅度整合及合作的需求,而這一點於設計現今工業用解決方案時不可或缺。
美光於2017年推出IQ Matters計畫,為全新IQ合作夥伴計畫奠定基礎。美光的計畫乃根據設計支援的五大原則而建構,旨在促進創造工業用產品,並向美光的客戶及整體業界提供可永續發展的更低總體擁有成本(TCO),強化產品的堅固耐用性,使其能夠在如延伸溫度範圍、熱循環、衝擊、潮濕等極端環境下維持一致的效能;並具備設計及測試程序,以大幅提高產品耐用性及可靠性,使之能配合嵌入式應用程式所需的長久生命週期;同時具備全面且嚴格的品質測試,讓符合任務關鍵及嵌入式應用所需的各產品及程序能夠提供一致性的效能。此外,透過美光產品長期供貨計畫為符合資格產品提供比標準生命週期支援更長的延長生命週期支援,以配合長生命週期的應用,並深入瞭解應用情境,進而為特定應用的需求提供最佳化的產品及功能。
WD/Kioxia發表BiCS5 3D NAND全面進入百層世代
自三星電子(Samsung Electronics)在2019年第二季發表其第六代V-NAND,將堆疊層數首度拉高到132層後,SK海力士(SK Hynix)、美光(Micron)與英特爾(Intel),均已陸續發表堆疊層數超過100層的3D NAND Flash。近日威騰(WD)與鎧俠(Kioxia)亦發表其BiCS5 NAND Flash,將堆疊層數提升到112層,正式宣告3D NAND Flash的堆疊競賽進入百層世代。
威騰與鎧俠近日宣布,兩家公司已成功開發出第五代3D NAND技術BiCS5。BiCS5採用三層單元(TLC)與四層單元(QLC)兩種架構,堆疊層數則提高到112層,能以更低成本提供更大儲存容量,效能與穩定性亦比現有的BiCS4更優異,可滿足因連網汽車、行動裝置與人工智慧而急速增長的資料量需求。
威騰與鎧俠目前已開始生產512Gb的BiCS5 TLC,並預計在2020年下半年就能開始商業化量產,供應採用新技術的消費性產品。未來,BiCS5 TLC與BiCS5 QLC將提供包括1.33Tb等多樣的儲存容量選擇。
因應BiCS5 NAND Flash顆粒進入量產,下半年威騰與鎧俠的SSD產品線應會有明顯更新。
威騰記憶體技術與製造部門資深副總裁Steve Paak博士表示,隨著下一個十年的到來,如何增加3D NAND容量以滿足龐大且快速增長的資料量需求是重要關鍵。該公司利用更先進的多層儲存通孔(Multi-tier Memory Hole)技術來增加橫向儲存密度,同時透過增加儲存層讓3D NAND技術的容量與效能顯著提升,以滿足客戶對穩定性與低成本的期望。
採用多種新技術與創新製程的BiCS5,是威騰與鎧俠目前密度最高、最先進的3D NAND技術。第二代多層儲存通孔技術、經過最佳化的工程設計流程,及其他先進的3D NAND儲存單元技術大幅提升了晶圓的橫向儲存單元陣列密度。BiCS5採用112層垂直堆疊,使每片晶圓的儲存容量比96層的BiCS4高出40%。新架構設計也為BiCS5挹注更高效能,使其I/O效能較BiCS4提高50%。
BiCS5是由威騰與鎧俠共同開發,將於日本三重縣四日市及岩手縣北上市的合資晶圓廠製造。
DRAM市場供需持平 力抗貿易戰與新冠病毒
2019年第四季到2020年第一季期間歷經中美貿易戰與新型冠狀病毒疫情,產業內出現起伏不一的動盪,其中記憶體市場因半導體業自動化程度高,以及中國準備的原物料尚充足,並未受到人力或物力短缺衝擊,因此DRAM的整體營收仍呈現小幅度上漲的趨勢。
回顧2019年第四季三大DRAM原廠的營收表現,除三星的營收微幅下跌5%,SK海力士及美光營收皆高於第三季。三星官方指出,本季受到DRAM價格走跌影響,獲利少於去年同期,但是數據與相關應用的需求增加、成本下降,整體營收仍高於同年第三季,達67.6億美元營收。TrendForce進一步分析各廠的營收狀況,排名第二的SK海力士儘管報價下跌,銷售額依然達到8%的成長,來到45.4億美元。美光的營收則為43.7億美元,銷售位元出貨成長近10%。
推估2020年第一季,因採購端的備貨意願,DRAM合約價格提升,但是由於價格漲幅有限,且適逢隨春節假期而來的淡季造成出貨下降,原廠的獲利無大幅度提升。根據TrendForce針對三大廠的技術觀察,三星Line 13的DRAM投片下滑,另一方面,平澤二廠將啟動量產,並導入1Z nm量產,整體而言無太大變動。而SK海力士持續將M10的DRAM投片轉移到生產感測器,並增加M14的產量,而位於中國無錫的工廠,受中美貿易戰及新冠狀病毒疫情影響,投片策略傾向保守。目光回到台灣,台灣美光記憶體已全面生產1X nm,下一步則以1Z nm進行生產,晶圓科技部分則已經過半導入1X nm。
綜觀2019年第四季結果與2020年第一季的走勢,仰賴於高度自動化與春節之前的充足備料,DRAM的市場處於穩定狀態,不必擔憂營收表現受到外部經濟因素的重大打擊。
調研:三星穩坐晶圓製造龍頭 前五大占全球產能53%
市場調研機構IC Insights日前發布2020至2024年全球晶圓產能預估報告,根據當前排名,三星以15%獨占鰲頭,台積電則以12.8%緊追其後。至於前五名依序為三星、台積電、美光(Micron)、SK海力士(SK Hynix)以及鎧俠(Kioxia,原為東芝)。
全球前五大晶圓製造商的總產能超過全球總量的半數。
該機構釋出的報告揭示截至2019年12月全球25大晶圓廠的排名,其中前五大晶圓廠總產能占全球晶圓產能53%,且每月皆生產超過100萬片晶圓,相較之下2009年前五大晶圓廠僅占全球總產能36%。至於其他大廠如英特爾、聯電、格羅方德(GlobalFoundries)、德州儀器(TI)和意法半導體(ST)等則紛紛跌至前五名外。
根據統計,三星於全球擁有最大晶圓產能,每月生產超過290萬片晶圓,占全球總產能15%,其中約三分之二用於製造DRAM及NAND快閃記憶體。該公司目前著手於韓國兩處以及中國等三地建造新工廠;居於其後的全球最大晶圓代工廠台積電(TSMC),以月生產250萬片晶圓的產能占全球12.8%,並計畫持續於台中及台南各新建一座晶圓廠。
歸功於在新加坡新設12吋晶圓廠,使2019年產能提升,美光以9.4%的產能占據全球第三名,每月生產約180萬餘片晶圓。該公司還收購了位於猶他州的IM Flash合資工廠中的英特爾股份,並計畫2020年於美國維吉尼亞州建第二家晶圓廠;排名第四的SK海力士將其超過80%的產能投入DRAM和NAND快閃記憶體晶片製造,月生產180萬片晶圓,占全球總產能8.9%。該公司於2019年分別於韓國及中國新建晶圓廠,之後將持續於韓國利川開設新晶圓廠
Flash記憶體供應商鎧俠則以140萬片晶圓的產能擠進第五名,占全球總量7.2%。同時該報告亦指出,晶圓製造前五大純晶圓代工廠台積電、格羅方德、聯電、中芯國際(SMIC)和力積電均躋身全球產能前12名,以月產480萬片的總量占全球總產能的24%。
布局5G手機市場 美光LPDDR5 DRAM開始量產
美光科技(Micron)日前宣布首批量產的LPDDR5 DRAM已正式出貨,並搭載於即將上市的小米Mi 10智慧型手機中。該公司提供的LPDDR5 DRAM擁有良好能耗效率以及更快的資料存取速度,能因應消費者對智慧型手機人工智慧(AI)和5G功能日益成長的需求。
美光推LPDDR5 DRAM加速布局5G智慧手機版圖。
美光行動事業部資深副總裁暨總經理Raj Talluri博士表示,美光搶先推首款用於智慧型手機中的LPDDR5 DRAM產品,將能加速實現5G與AI應用。該公司的顧客與合作夥伴需要最新製程技術的次世代記憶體解決方案,這項解決方案將能驅動低功耗與高效能支援5G與AI系統的發展。美光的LPDDR5 DRAM能夠因應這些需求,新品較前一代提升50%的資料存取速度以及提升超過20%的能源效率。
人工智慧廣泛運用在各式應用的趨勢使先進記憶體解決方案需求持續增加,這些解決方案能提供更快速且更有效率的資料存取方式。美光LPDDR5能提供手機處理器內建的AI引擎所需的傳輸速度與容量,這種處理器仰賴該公司新記憶體的高資料傳輸速率,以進一步驅動其機器學習的能力。同時該產品能夠因應各種包括汽車業、客戶端電腦、專為5G和AI應用打造的網路系統等市場對於更高記憶體效能與更低功耗日益成長的需求。相較於LPDDR4x記憶體,LPDDR5能減少超過20%的功耗。
美光本次推出的記憶體將會搭載於小米即將上市的新手機。
5G網路將於2020年起於大規模部署,本次推出的記憶體便是為了滿足5G網路的需求而設計,能讓5G智慧型手機以6.4Gbps的峰值速度處理資料,這對避免5G資料瓶頸來說極為重要。這項功能可解決其它新興技術需求,例如汽車應用需要有更高頻寬的記憶體子系統支援即時運算與資料處理。
美光RDIMM力助資料中心效能大躍進
美光科技(Micron)日前宣布其DDR5暫存器記憶體模組(RDIMM)已進入樣品測試階段,該產品採用1znm製程技術。美光DDR5將提升記憶體效能85%,並能因應次世代伺服器的工作負載量。當資料中心系統架構需要快速供應不斷擴充的處理器核心數及更高記憶體頻寬和容量時,DDR5不僅提供雙倍記憶體容量,也展現更高可靠度。
美光電腦運算與網路業務部門資深副總裁暨總經理Tom Eby表示,資料中心的工作負載量將會不斷面臨挑戰,因為幾乎所有應用程式的資料均急遽增長,而資料中心必須從中擷取數值。要滿足這些工作負載量的關鍵便是更高效能、容量與品質的記憶體。美光DDR5 RDIMM樣品測試讓業界能向解鎖次世代數據密集應用程式的價值邁進一步。
因快速擴展的資料集以及需要大量運算的應用程式而產生的進階工作負載量,導致處理器核心數的成長,而目前的DRAM技術將導致頻寬不足。有鑑於此,相較於DDR4,DDR5將提供超過1.85倍的效能成長,也將帶來更高的可靠度、可用性與可維護性(RAS),以因應當代資料中心需求。
Crucia新高效低延遲電競記憶體提升遊戲體驗
隸屬美光(Micron)旗下的電腦記憶體和儲存方案品牌Crucial,日前宣布專為遊戲玩家與重度超頻愛好者使用的高效能Crucial Ballistix記憶體次世代產品組合。此產品組合的設計採用美光(Micron)晶片,具備全新的設計樣貌,包含兩個全新系列:Crucial Ballistix以及Crucial Ballistix MAX。
美光消費產品事業群企業副總裁暨總經理Dinesh Bahal表示,全新Crucial Ballistix系列產品在電競記憶體方面提供良好的效能。新系列的設計與構造一絲不苟,提供每位遊戲玩家、組裝者和超頻愛好者需要與期待的高速、低延遲和高級效能。
全新Ballistix系列配備黑、紅、白三色的現代化鋁製散熱器,提供速度從2400MHz至3600MHz,容量從4GB至32GB。RGB選項包含8個區域共16個LED,燈光效果可透過常見的 RGB 軟體自訂及控制。Crucial Ballistix系列提供桌上型電腦(DIMM)或筆記型電腦(SODIMM)適用的規格尺寸,並且提供終身有限保固。
美光消費產品事業群副總裁暨總經理Teresa Kelley表示,Crucial Ballistix十多年來都是遊戲玩家的記憶體選擇,該公司一向致力於為遊戲玩家提供競賽及獲勝所需的品質和支援,此全新系列更實現這項承諾。
Ballistix MAX記憶體是這個全新系列產品的旗艦產品,提供速度從4000MHz至4400MHz,容量8GB和16GB等不同的選項。Ballistix MAX DIMM模組採用高品質擠壓式黑色鋁製散熱器,散熱效能優異,內建精準的溫度感測器,可即時監控溫度。RGB選項有8個區域共16個LED,並且透過ASUS Aura、Gigabyte RGB Fusion以及MSI Mystic Light軟體自訂及控制燈光效果。可拆卸式導光棒可以換成3D列印版本,提供個人化空間。
添加DDR5功能 SDRAM效能/部署能力大增
隨著記憶體密度上升,記憶庫(Bank)的數量也須增加,以容納更高的記憶體密度。新一代的DDR5標準將記憶庫組(Bank Group)的數量擴充一倍,並且同時維持各組的記憶庫數量不變。另外,由於能夠在任一時間點打開更多的頁面(Page),以及提升高分頁命中率(High Page-hit)的統計概率,整體的系統效率應可加強。
記憶庫組到記憶庫組的交錯時序存取(Interleaved Timing)短於特定記憶庫組內記憶庫間的存取。這些時序參數同時有「長」的時序定義(tCCD_L、tWTR_L、 tRRD_L)和「短」的時序定義(tCCD_S、tWTR_S、tRRD_S)。長的時序係指記憶庫組內記憶庫到記憶庫(Bank-to-bank)的存取,而短的時序則是指存取不同的記憶庫組(圖1)。為便於理解,在此補充說明:tCCD_L可接近tCCD_S的兩倍。增加的記憶庫組可提高短時序的使用概率,進而減輕內部時序限制。
圖1 DDR5記憶庫/記憶庫組的時序
資料突發長度增加
DDR5 SDRAM將預設的突發長度從BL8加到BL16,並提高了指令/位址和資料匯流排的效率。以同樣的讀取或寫入CA 匯流排的作業而言,資料匯流排現可提供兩倍的資料,同時還能將對IO/陣列時序限制的暴露侷限於相同的記憶庫內。透過減少存取給定資料量所需的指令數,DDR5 SDRAM還能降低讀寫作業所需功率。
此外,突發長度增加後,存取相同之64B快取行(Cache Line)資料負載所需的IO數也減少。由於預設的突發長度增加,DDR5 DIMM架構得以具備雙子通道(圖2),進而提高通道的整體並行性、靈活性和數量。針對使用128B快取行負載的系統,DDR5亦特別為×4配置的裝備提供突發長度為32位元的選項,而能進一步改善指令/位址、資料匯流排效率及總體功率表現。
圖2 DDR5 40-Pin子通道DIMM範例
刷新指令
除了適用於DDR5和早期DDR SDRAM產品的標準ALL-BANK REFRESH指令(REFab)外,DDR5還導入了SAME-BANK REFRESH(REFsb)指令。當REFsb指令發出時,它會依照記憶庫位元(Bank Bits)透過指令/位址位元所指定的目標,在所有記憶庫組中鎖定同樣的記憶庫。
SDRAM設備的REFRESH指令會要求在指令發出前,被鎖定刷新的記憶庫須處於閒置狀態(預充電,無資料活動);而且,在REFRESH指令執行期間,那些記憶庫均不能重啟後續的寫入和讀取活動(時序參數tRFC)。REFRESH指令以平均週期間隔發送(時序參數tREFI)。對於REFab指令,系統必須於發出指令前確保所有記憶庫均為閒置狀態;針對16Gb DDR5 SDRAM裝置,在「正常」刷新模式下平均每3.9μs發送一次,每次持續295ns。
REFsb指令的效能優勢在於,在指令發出前,各記憶庫組內只需有一個記憶庫保持閒置狀態。當發出REFsb指令時,其餘的12個記憶庫(圖3)不必處於閒置;而且,對於非刷新記憶庫的唯一時序限制是相同記憶庫刷新到啟動的延遲 (Same-bank-refresh-to-activate Delay)(時序參數tREFSBRD)。REFsb指令只能以倍精度刷新(FGR)模式發送,意即各記憶庫平均須每1.95μs接收一次REFRESH指令。針對16Gb DDR5 SDRAM裝置,REFsb則僅持續130ns,這也將系統存取鎖定的對象(tRFCsb)減至主動刷新的記憶庫上(圖3)。使用REFsb時還有一個限制:每個「相同記憶庫」(Same Bank)都須在第二個REFsb指令發出前收到一個REFsb指令,但REFsb指令可以任一記憶庫的順序發送。
圖3 DDR5 REFsb與記憶庫的對應
模擬結果顯示,與REFsb相比,使用REFsb時系統效能吞吐量加大6%到9%(會因讀/寫指令比率不同而異),如圖4所示。另外,REFsb將刷新對平均閒置延遲時間的衝擊從11.2ns減為5.0ns。這些計算乃基於標準排隊理論所得,並適用於具隨機驅動資料流量的單個記憶庫。
圖4 DDR5系統吞吐效能改進
效能改進
以上述特點模擬64B隨機存取的工作負載後發現,與DDR4雙Rank的3200MT/s模組相比,效能顯著提高(圖5)。在此模擬情境中,假設各系統有8個通道與1DPC。
圖5 DDR5 不同速度/記憶庫模組的效能改進
透過從DDR5設備輸出資料前在READ指令期間進行校正,RAS的提升(如on-die...
半導體業大者恆大 2019資本支出集中率再攀高
產業研究機構IC Insights發表主要半導體公司2019年和2020年的資本支出預測,2019年排名前五位的公司(三星、英特爾、台積電、SK海力士和美光)在半導體產業資本支出中所占的比重將達到68%的歷史新高,超過2013年和2018年創下的67%高點。回顧1994年,前五名支出僅占產業總支出的25%,因此大公司增加其資本支出比重的趨勢一直沒有減弱,再次證明半導體產業大者恆大的走向。
2019年排名前五位的半導體廠商資本支出所占的比重將達到68%的歷史新高。
三星和台積電2019年第四季與整年度資本支出顯示,兩家公司在年初時的支出都相對較低,然後在第二季支出增加到了較為適度的水平。此外,兩家公司在第三技法說會中都宣布,計劃將第四季的資本支出增加到創紀錄的水準。
台積電計劃將2019年第四季的資本支出較第三季增加64%至51.47億美元。這將是該公司季度支出的歷史新高,比2014年第一季度的37.99億美元的歷史記錄高出36%。台積電TSMC 7奈米(nm)製程的需求非常強勁,預計該製程將占2019年第四季營收的33%。目前,其大部分投資將針對7奈米和5奈米技術的的新增產能。
另一家半導體大廠三星則宣布了計劃在2019年四季創下其半導體支出的單季新高記錄,該季大部分資本支出專用於建立記憶體設備,以滿足中長期需求。三星2019年第四季資本支出預計達79億美元,與第三季相比,成長81%。比該公司在2017年第四季的單季最高支出68.77億美元高出15%。
對於2019年全年,三星的半導體資本支出預計為199億美元,較2018年的支出下降8%。然而,該公司2017、2018和2019年的半導體集團資本支出總額預計為658億美元,較同期第二大支出的英特爾多53%。此外,三星在2017~2019年的658億美元半導體資本支出將是同期所有中國本土半導體廠商總支出308億美元的兩倍多。無論是台積電或三星半導體,想要在產業中保持領先從來就不是件簡單的事,包括更多資本與研發都是必要的投資。