電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃晶晶）自今年2月初閃迪首次提出HBF概念以來，越來越多的廠商加入HBF這一行業(yè)。近日，SK海力士推出了名為“AIN系列”的全新產(chǎn)品線，其中就包含HBF。而三星也已經(jīng)啟動(dòng)自有HBF產(chǎn)品的早期概念設(shè)計(jì)工作。

圖源：閃迪

閃迪HBF

SanDisk閃迪在今年2月份展示最新研發(fā)的高帶寬閃存（HBF），這是專為AI領(lǐng)域設(shè)計(jì)的新型存儲(chǔ)器架構(gòu)。HBF全稱HighBandwidthFlash，其結(jié)構(gòu)與堆疊DRAM芯片的HBM類似，是一種通過堆疊NAND閃存而制成的產(chǎn)品。

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在設(shè)計(jì)上，HBF結(jié)合了3DNAND閃存和高帶寬存儲(chǔ)器（HBM）的特性，能更好地滿足AI推理的需求。HBF的堆疊設(shè)計(jì)類似于HBM，通過硅通孔（TSVs）將多個(gè)高性能閃存核心芯片堆疊，連接到可并行訪問閃存子陣列的邏輯芯片上。也就是基于SanDisk的BICS3DNAND技術(shù)，采用CMOS直接鍵合到陣列（CBA）設(shè)計(jì)，將3DNAND存儲(chǔ)陣列鍵合在I/O芯片上。

HBF打破了傳統(tǒng)的NAND設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立訪問的存儲(chǔ)器子陣列，超越了傳統(tǒng)的多平面方法，這種設(shè)計(jì)提高了存儲(chǔ)器的并行訪問能力，從而提升了帶寬和吞吐量。

HBF可匹配HBM的帶寬，同時(shí)以相近的成本實(shí)現(xiàn)每個(gè)堆棧的容量比HBM高出8到16倍。HBF使用16個(gè)核心芯片，單堆棧容量可達(dá)512GB，8個(gè)HBF堆棧可實(shí)現(xiàn)4TB的容量。

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下圖顯示出，8個(gè)HBF堆棧提供高達(dá)4TB容量，可支持AI大模型運(yùn)行在GPU硬件上，其高容量特性發(fā)揮得十分出色。

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據(jù)介紹，單顆HBF可容納完整的64B模型，有望應(yīng)用于手機(jī)端大模型本地化，也適用于自動(dòng)駕駛、AI玩具、IoT等邊緣設(shè)備的低功耗、高容量的邊緣AI存儲(chǔ)需求。

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不過，HBF主要具備高帶寬和容量的特性，但由于NAND閃存的延遲較高，HBF在速度上不如DRAM。因此，?該技術(shù)針對(duì)的是讀取密集型AI推理任務(wù)，而不是延遲敏感型應(yīng)用。

根據(jù)HBF技術(shù)路線圖，其第二代產(chǎn)品容量將提升1.5倍，第三代產(chǎn)品提升2倍，第二代產(chǎn)品的讀取性能帶寬較第一代提升1.45倍，第三代提升2倍，同時(shí)能耗也將得到顯著下降。

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閃迪表示，前沿大語言模型(LLMS)在AI技術(shù)需求方面呈現(xiàn)出一些新的趨勢(shì)。模型大小和上下文長度在每一代中都在增加，這推動(dòng)更高內(nèi)存容量的需求，而像專家混合(MoE)這樣的架構(gòu)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)則導(dǎo)致計(jì)算需求呈下降趨勢(shì)。

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我們認(rèn)為對(duì)內(nèi)存需求增加、計(jì)算需求減少催生了一種新范式，稱之為“以存儲(chǔ)為中心的人工智能”，它最適合基于HBF的系統(tǒng)。

閃迪談到，當(dāng)我們最初將HBF作為一種概念引入時(shí)，遭到了明顯的質(zhì)疑。業(yè)內(nèi)的一些人認(rèn)為，基于NAND的技術(shù)無法滿足AI的需求。例如NAND的延遲水平過高，寫入速度與DRAM不匹配，或是耐用性問題。但是，HBF是重新構(gòu)想的NAND，具備極高的性能。

閃迪創(chuàng)建了一個(gè)仿真模型，基于4000億參數(shù)的Llama3.1模型，模擬GPU搭載HBF和HBM的性能差異。在不考慮容量的情況下，觀察推理引擎流程各個(gè)階段的推斷結(jié)果時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)系統(tǒng)之間的整體性能差異僅在2.2%以內(nèi)。

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來自韓國科學(xué)技術(shù)高等研究院(KAIST)的JounghoKim教授被稱為"HBM之父"，他的團(tuán)隊(duì)提出一種架構(gòu)，認(rèn)為100GB的HBM可以作為1TB的HBF前面的緩存層，這將充分利用HBF的優(yōu)勢(shì)同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致性能下降。

閃迪表示，將推動(dòng)HBF的開放標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)建設(shè)，例如建立相同的電氣接口，以實(shí)現(xiàn)無縫集成，與行業(yè)伙伴共同合作，同時(shí)閃迪將持續(xù)創(chuàng)新推動(dòng)閃存技術(shù)的進(jìn)步。

在2025年8月，閃迪宣布已與SK海力士簽署一項(xiàng)諒解備忘錄，雙方將共同制定高帶寬閃存HBF規(guī)范。通過此次合作，雙方希望標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范、定義技術(shù)要求，并探索構(gòu)建HBF的技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)。

SK海力士、三星、鎧俠開啟HBF研發(fā)

今年10月份消息，三星電子已開始進(jìn)行自主研發(fā)的HBF產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)等前期工作。該公司計(jì)劃利用其過去在類似技術(shù)和產(chǎn)品方面的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，以滿足面向數(shù)據(jù)中心的高帶寬閃存日益增長的需求。該開發(fā)仍處于早期階段，尚未確定詳細(xì)的產(chǎn)品規(guī)格或量產(chǎn)時(shí)間表。

2025年11月，在日前舉行的2025OCP全球峰會(huì)上，SK海力士推出了名為“AIN系列”的全新產(chǎn)品線，其中就包含HBF。

AI-NB（Bandwidth）加大帶寬產(chǎn)品，通過垂直堆疊NAND芯粒來擴(kuò)大帶寬，做為彌補(bǔ)HBM容量增長限制的解決方案。其關(guān)鍵在于將HBM的堆疊結(jié)構(gòu)與高密度且具成本效益的NANDFlash閃存結(jié)合，例如HBF。

另外，Kioxia于今年8月展示了一款5TB超高速HBF原型產(chǎn)品。其實(shí)現(xiàn)方式與閃迪的HBF堆疊閃存不同，Kioxia開發(fā)的這款專為邊緣服務(wù)器設(shè)計(jì)的高速閃存驅(qū)動(dòng)器原型，采用串聯(lián)連接的閃存"珠鏈"架構(gòu)，閃存珠鏈和控制器串聯(lián)連接到每個(gè)存儲(chǔ)板，而非總線連接方式，并使用PCIe6總線接口。

小結(jié)：

韓國新榮證券數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2030年，HBF市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到120億美元，雖然這僅占同年HBM市場(chǎng)規(guī)模（約1170億美元）的10%，但預(yù)計(jì)它將與HBM形成互補(bǔ)，并加速其增長。

Sandisk預(yù)計(jì)在2026年下半年交付其HBF閃存的第一批樣品，首批采用HBF的AI推理設(shè)備樣品將于2027年初上市。相信HBF技術(shù)憑借其大容量、高帶寬、低成本和低功耗等優(yōu)勢(shì)，將成為AI推理的存儲(chǔ)新貴。