Kioxia logra con éxito la creación de un prototipo de módulo de memoria flash de gran capacidad (5 TB) y alto ancho de banda (64 GB/s).

Kioxia Corporation, líder mundial en soluciones de memoria, ha desarrollado con éxito un prototipo de un módulo de memoria flash flash de gran capacidad y de gran capacidad esencial para modelos de inteligencia artificial a gran escala (IA). Este logro se realizó dentro del "Post-5G Information Information and Communication Systems Infrastructure Infrastructure Enhancement I&D Project (JPNP20017)" encargado por la New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO), la agencia nacional de investigación y desarrollo de Japón. Este módulo de memoria cuenta con una gran capacidad de cinco terabytes (TB) y un alto ancho de banda de 64 gigabytes por segundo (GB/s).

Para abordar la compensación entre la capacidad y el ancho de banda que ha sido un desafío con los módulos de memoria convencionales basados en DRAM, Kioxia ha desarrollado una nueva configuración de módulo utilizando conexiones en cadena de margaritas con cuentas de memorias flash. También hemos desarrollado tecnología de transceptores de alta velocidad que permite anchos de banda de 128 gigabits por segundo (Gbps), junto con técnicas para mejorar el rendimiento de la memoria flash. Estas innovaciones se han aplicado efectivamente tanto a los controladores de memoria como a los módulos de memoria.

 

Se espera que la aplicación práctica de este módulo de memoria acelere la transformación digital permitiendo la adopción de Internet de las Cosas (IoT), el análisis de Big Data y el procesamiento avanzado de IA en los servidores post-5G/6G Mobile Edge Computing (MEC) y otras aplicaciones.

1. Antecedentes

En la era post-5G/6G, se espera que las redes inalámbricas alcancen velocidades más altas, latencia menor y la capacidad de conectar más dispositivos simultáneamente. Sin embargo, transmitir datos a servidores de la nube remota para su procesamiento aumenta la latencia en toda la red, incluyendo redes cableadas, lo que dificulta las aplicaciones en tiempo real. Por esta razón, es necesario la adopción generalizada de servidores MEC que procesan los datos más cerca de los usuarios, lo que se espera impulse la transformación digital en una variedad de industrias. Además, la demanda de aplicaciones avanzadas de IA, como la IA generadora, ha ido en aumento en los últimos años. Junto con las mejoras de rendimiento de los servidores MEC, los módulos de memoria también son necesarios para tener una mayor capacidad y mayor ancho de banda.

En este contexto, Kioxia se ha centrado en mejorar la capacidad y el ancho de banda de los módulos de memoria utilizando memoria flash para este proyecto. La compañía ha logrado desarrollar un prototipo de módulo de memoria con una capacidad de 5 TB y un ancho de banda de 64 GB/s, y ha verificado su operatividad.

2. Logros de este proyecto

2.1 Adopción de conexiones de Daisy-Chain

Para lograr módulos de memoria de gran capacidad y alto ancho de banda, Kioxia ha adoptado una conexión de cadena de margaritas (Figura 2) con cuentas de controladores conectados a cada tablero de memoria en lugar de una conexión de autobús. Como resultado, el ancho de banda no se degrada incluso cuando se aumenta el número de recuerdos flash, y se logra una gran capacidad más allá del límite convencional.

 

2.2 128 Gbps PAM4 Transceptor de alta velocidad, de baja potencia

La señalización serie diferencial de alta velocidad se aplica a conexiones de cadena de margaritas entre controladores de memoria en lugar de señalización paralela para reducir el número de conexiones, y PAM4 (Pulse Amplitude Modulation with 4 Levels) se utiliza para lograr un mayor ancho de banda de 128 Gbps con bajo consumo de energía.

 

2.3 Tecnologías impulsando el rendimiento de la memoria deslizante

Para acortar la latencia de la memoria flash en los módulos de memoria, Kioxia ha desarrollado tecnología de prefetch flash, que minimiza la latencia mediante datos predeveros durante los accesos secuenciales, e implementado esto en el controlador. Además, el ancho de banda de memoria se ha aumentado a 4,0 Gbps mediante la aplicación de la tecnología de corrección/supresión de baja amplitud y desactivación a la interfaz entre el controlador de memoria y la memoria flash.

2.4 Controlador de memoria y Módulo de memoria Prototipado

Mediante la implementación de 128 Gbps PAM4, transceptores de alta velocidad y tecnologías de baja potencia que potencian el rendimiento de la memoria, Kioxia ha prototipo de un controlador de memoria y módulo de memoria que utiliza PCIe 6.0 (64 Gbps, 8 carriles) como interfaz host con el servidor. El módulo de memoria prototipodo demostró que una capacidad de 5 TB y un ancho de banda de 64 GB/s se pueden realizar con menos de 40 vatios de consumo de energía.

3. Planes de futuro

Además del análisis de IoT y big data y el procesamiento avanzado de IA en el borde, Kioxia está promoviendo la comercialización temprana y la implementación práctica de los hallazgos de esta investigación, explotando nuevas tendencias de mercado como la IA generativa.

Fuente: Kioxia