HBMの未来は明るいだけではありません。光速、超帯域幅、そして超低消費電力も実現します。今年のOpen Compute Project（OCP）グローバルサミットで、SamsungのAdvanced Packaging TeamのYan Li氏は、私たちが想像する以上に統合された未来を垣間見せてくれました。それは、高帯域幅メモリ（HBM）のさらなる発展に伴う熱とトランジスタ密度の問題が、フォトニクスによって解決されるという未来です。
フォトニクスは、単一の光子（光の粒子／波）に情報をエンコードできる技術に基づいています。つまり、現在のコンピューティング環境におけるほぼすべての機能を向上させるということです。消費電力は大幅に削減され（電子の流れではなく光の粒子をビームで送信するため）、処理速度も向上します（レイテンシはフェムト秒レベルに達し、伝播速度は光速限界に近づきます）。そこに到達するには、エンジニアリング、量子物理学、そして人間の創意工夫にかかっています。
現状では、業界は2つの方法でフォトニクスとHBMの統合において目立った進歩を遂げています。1つは、ベースパッケージ層と、ロジック（例えばGPU）とHBM自体の両方を保持する最上層の間にフォトニクスインターポーザーを挟み込み、両者間の通信層として機能するというものです。この未来像は高価に思えます。インターポーザーが必要なだけでなく、ローカルロジックとHBMの両方にフォトニクスI/Oを構成する必要があるからです。
もう一つのアプローチは、HBMメモリバンクをチップパッケージから完全に分離することです。インターポーザーを扱う際のチップパッケージングの複雑さ（ロジスティックスを含む）に対処する代わりに、HBMバンクをチップレット自体から分離し、（フォトニクスを介して）ロジックに接続します。これにより、HBMとロジックの両方のチップ製造およびパッケージングコストが簡素化され、デジタルから光への複雑な回路内ローカル変換が不要になります。
この観点から見ると、そのアプローチは最も理にかなっているように思えます。しかし、それはサーバーの仕様をより深く再検討する必要があり、「HBMメモリキューブ」、つまり特定の光通信インターフェースにプリロードされたHBMメモリバンクの登場につながる可能性も高くなります。HBMをチップ本体から分離し、標準的な光通信インターフェースを維持すると仮定すれば、「アップグレード可能な」製品、つまり最高級のRAMキットのスティックのように扱える製品を検討できるでしょう。
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プレゼンテーションでは、既に2.5Dおよび3Dソリューションで提供されているSamsungのHBMパッケージングについてさらに詳しく説明するとともに、ムーアの法則と半導体微細化コストの上昇という二つの課題について概説し、フォトニクスが私たちの未来に不可欠である理由を説明します。その未来がどれほど遠い未来なのかは分かりませんが、その道は遥か彼方まで続いています。
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Francisco Pires 氏は、Tom's Hardware のフリーランス ニュース ライターであり、量子コンピューティングに関心を持っています。
