鉅亨網編譯莊閔棻
韓國科學技術院(KAIST)電機工程系教授金正浩近日接受專訪,針對 HBM 技術發展、AI 算力格局與未來半導體架構提出系統性見解,其核心論點「AI 的本質是記憶體,而不是 GPU,」在科技與投資圈引發廣泛討論。
金正浩早在 2010 年代初期便與 SK 海力士合作參與第一代 HBM 開發,此後主導了一系列底層架構研究,被業界尊稱為「HBM 之父」。
金正浩在訪談中拋出一個令人震驚的數字:即便部署了 100 萬台 GPU,真正在運算的時間恐怕只有 10%。
他解釋,每當 ChatGPT 輸出一個詞,系統就必須從 HBM 讀取資料、完成運算、再寫回記憶體,「讀寫幾乎佔掉了全部時間,GPU 就在旁邊閒等。」即使透過演算法優化,GPU 使用率也很難突破三成。
而這,正是他多年來反覆主張的核心論點:「AI 等於記憶體。」
他對輝達 (NVDA-US) 現狀的評估也毫不保留。金正浩指出,輝達執行長黃仁勳近期頻繁訪韓、密集會見各方人士,「這麼多會面背後,說明他並不安心。」
他直言,GPU 的技術成長已近乎停滯,「AI 電腦的進化,掌握在記憶體手裡。」
他進一步解釋,GPU 要提升效能只能擴大晶片面積、堆疊更多運算單元,但 GPU 發熱量大,背面必須加裝散熱裝置,因此無法像記憶體那樣垂直堆疊,使「GPU 陷入死局。」
相較於過去以模型訓練為核心的階段,AI 產業正逐步邁入推論時代,記憶體的重要性也隨之快速提升。
金正浩表示,在推論運算中,真正影響 AI 表現的關鍵,在於系統一次能處理與載入多少資料,而這項能力最終取決於記憶體技術。
金正浩將 HBM 的核心價值歸納為兩個面向。
容量方面,隨著情境工程、多模態輸入與 AI 代理(AI Agent)的興起,記憶體需求正以每年翻倍的速度增長,「10 年就是 1000 倍」。
傳統靠縮小電晶體來擴充容量的路線,如今已逼近量子力學的物理極限,垂直堆疊成為唯一出路。
頻寬方面,他以公路作比喻:「傳統記憶體若是 8 線道高速公路,HBM 是 1024 線道,現在已達 2048 線道,幾年後可能達到 100 萬線道。」
換句話說,唯有透過大規模並行通道同步傳輸資料,才能跟上 AI 運算的速度需求。
HBM 解決了速度問題,但容量仍有天花板。金正浩進一步闡述他認為的下一條技術路線 HBF(High Bandwidth Flash,高頻寬快閃記憶體),也就是將 NAND 快閃記憶體比照 HBM 的方式垂直堆疊。
DRAM 速度快但容量有限;NAND 容量大、資料可長期保存,速度雖稍慢,但在推論場景中已足以應付「冷資料」的儲存需求。
金正浩預判,未來 HBM 與 HBF 將形成共存格局,「就像百貨公司周圍有複式公寓、一般住宅,各種形態的 HBM、HBF 組合在一起,構成複合體,向 GPU 供給資料。」
他明確預言:「現在是 HBM 的時代,但 10 年後,NAND 快閃記憶體與 HBF 的市場需求將超越 HBM。三星與 SK 海力士必須為 HBF 時代做好準備。」
根據金正浩,目前投入 HBF 開發的企業包括 SK 海力士、SanDisk (SNDKV-US) 、三星電子,以及日本的鎧俠(Kioxia)。
值得注意的是,鎧俠市值近期已超越豐田汽車,躍居日本股市第一。
金正浩還提出一個更尖端的構想 HBS(High Bandwidth SRAM)。
靜態隨機存取記憶體(SRAM)的速度比 DRAM 快約 1000 倍,但密度低、成本高,傳統上只用於晶片內的小容量快取。
他的構想是,將整片 12 吋晶圓全數做成 SRAM,再垂直堆疊 12 至 16 層,容量即可從 100GB 擴展至 1600GB。
金正浩描繪的終極 AI 晶片形態,猶如一棟「100 層 3D 大樓」:HBM、HBF、HBS 各自構成多層建築,GPU 置於頂層負責散熱,「這就是未來 AI 電腦不可避免的 3D 半導體架構。」
他同時坦言,最大的工程挑戰不在運算,而在供電與散熱。
金正浩指出:「要為 GPU 和堆疊記憶體提供數千安培的電,電力供應網路的設計將是最困難的技術,將成為企業間真正的核心競爭力。」
金正浩也特別點出 HBM4 帶來的產業結構轉變。過去,記憶體是標準化商品,買方主導定價,庫存風險由廠商承擔,這正是「記憶體週期」的本質。
但從 HBM4 開始,由於需要針對輝達、Google(GOOGL-US) 、超微半導體 (AMD-US) 等客戶的加速器架構量身設計,記憶體廠商必須在研發之初就取得客戶的採購承諾,才會啟動開發,也就是所謂的「長期協議(LTA)」。
金正浩說:「AI 企業太需要高效能 HBM 了,所以他們排隊上門。供應方開始決定價格,這是典範的轉移。」
他預期,未來 HBM 晶片內將整合通訊功能,實現記憶體之間的直接溝通,進一步強化記憶體廠商在整個 AI 供應鏈中的系統性地位。
金正浩反覆強調,全球能同時量產 DRAM(HBM)與 NAND 快閃記憶體(HBF)的企業,目前只有三星電子與 SK 海力士兩家。
他指出:「Sandisk 和鎧俠雖然股價飆漲,但只能做 HBF,做不了 HBM。三星和 SK 海力士擁有引領未來最強大的工具。」
對於外界預測兩家公司今年合計營業利潤可達 500 兆至 600 兆韓元,金正浩直接回應:「是真的。」
不過,他也指出競爭壓力真實存在,美光科技 (MU-US) 、Sandisk 也都獲得來自輝達和 Google 的訂單。
金正浩預測,AI PC 要真正實現個人 AI 運算,單機售價恐達 1000 萬韓元,其中記憶體將是最主要的成本。
此外,AI 智慧型手機售價中,記憶體佔比同樣驚人。300 萬至 500 萬韓元的手機售價中,將有 200 萬至 300 萬韓元是記憶體的價格。
展望更長遠的未來,他認為隨著 AI 代理與具身 AI(Physical AI)的到來,記憶體使用量將比現在高出約 1000 倍。
金正浩表示:「AI 代理 24 小時不間斷運作,不像人類還需要睡眠,工作量暴增,記憶體需求自然跟著爆炸。那時候不是 HBM,而是需要『超級 HBM』的時代了。」
金正浩於 1993 年取得博士學位,研究方向為飛秒(femtosecond)級超快電訊號量測,其指導教授數年前榮獲諾貝爾物理學獎。
他於 1994 年加入三星電子記憶體事業部,1996 年返回 KAIST,此後深耕記憶體與 HBM 基礎研究近 10 年,才促成商業產品的誕生。
他在訪談末尾笑稱,當初研發 HBM 時,想的是讓電視畫面更生動,完全沒料到會成為 AI 時代的核心基礎設施,「那時候不知道,這也可以說是運氣。」
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