Rambus 全新PMIC及芯片组助力带宽与能效优化单片机解密
AI PC热潮下的内存需求升级,架构创新迎合AI负载需求
单片机解密AI PC的兴起标志着计算从通用设备向智能化的转型。AI模型规模以每年10倍的速度增长,已突破1万亿参数,这些工作负载的特性在于对数据吞吐量、计算能力和响应速度都有极高要求,不仅需要CPU或GPU具备强大的处理性能,也对内存的带宽、容量、延迟控制和能效比提出了前所未有的挑战。尤其是在AI模型参数规模以每年十倍速度增长并突破万亿级参数的情况下,内存性能的瓶颈逐渐显现,已成为影响整体系统性能的关键因素之一。
具体而言,生成式AI任务,如实时交互、自然语言生成或高分辨率图像处理等场景,通常伴随大量的数据传输需求,若内存带宽不足,则会导致CPU或GPU因数据等待而闲置,降低了整体运算效率。因此,传统客户端PC中所采用的DDR4甚至早期的DDR5内存规格,逐渐难以满足这些新兴计算负载的需求,尤其在高带宽和低延迟表现方面显得捉襟见肘。尤其在移动设备中,低功耗与高性能的平衡成为关键挑战。业界正推动直接附加内存(Direct Attached Memory)能力提升,数据中心技术逐步渗透客户端市场。
为了打破内存性能瓶颈,业界开始大规模推动更先进的内存技术,例如LPDDR5和最新的DDR5客户端内存。这些技术较前代产品拥有显著的带宽提升,不仅提升了每秒的数据传输速率(从过去的3200 MT/s提升到如今的6400甚至未来的8000 MT/s以上),同时通过改进架构设计与优化电源管理,实现了能效的大幅提高。能效提升尤其重要,因为在AIPC系统的设计中,整体功耗预算有限。只有通过降低内存模块自身的功耗,才能将更多的功耗额度留给CPU或GPU等计算单元,以维持整体性能与续航之间的平衡。
此外,AIPC场景也推动了内存模块架构的创新。过去,客户端PC的内存架构以传统的SODIMM模块居多,这类模块相对而言占用空间较大、连接界面老旧且信号完整性有限。在AI驱动下,新型内存模块(如LPCAMM)应运而生。这种压缩附加内存模块能够大幅降低模块整体高度,并通过创新的连接设计优化信号路径,使模块更贴近处理器,从而降低延迟并提高带宽。这种模块架构的变革,使得客户端PC的内存架构逐渐朝向数据中心级别的高性能、紧凑化方向演进。
“单片机解密我们预见,AI PC内存芯片组市场未来拥有巨大的增长潜力。首个支持LPCAMM2的PC平台预计将在今年年底(2025年底)问世,这将推动LPDDR5在那些一直期待模块化方案的领域得到更广泛的采纳。”John Eble展望到。
同时,单片机解密伴随AI负载对数据完整性和系统稳定性的要求提高,客户端内存也逐渐引入了传统服务器级的ECC(错误校验与纠正)机制。这一机制的引入有效提升了数据传输的可靠性,降低了在高强度计算任务中因数据出错导致系统崩溃或计算结果异常的风险。这种将服务器端技术逐渐下放到客户端的趋势,正逐步成为业界共识,也在客观上推动了客户端内存技术规格的快速升级。
除此之外,动态电压频率调节(DVFS)技术也被引入到客户端内存中,使内存模块可以在不同负载状况下灵活地调节电压与频率,以实现功耗与性能之间的最佳平衡。这种技术对于AI工作负载尤为重要,因为AI运算负载并非静态稳定,而是呈现出剧烈的波动性,DVFS技术能够确保内存在负载瞬变时快速响应,从而保持系统整体性能稳定。