直立式DRAM架構，可如何克服堆疊密度帶來的散熱挑戰？

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Accepted Answer

直立式 DRAM 架構透過預留散熱通道，有效緩解堆疊密度帶來的散熱壓力

蔚山國家科學技術研究院（UNIST）提出的「V-Die」架構，透過將 DRAM 晶片旋轉 90 度並以直立方式排列，不僅釋放了用於記憶體單元的面積，更關鍵的是，在晶片與晶片之間預留了專門的液冷散熱通道。這種設計直接針對堆疊密度提升後最嚴峻的散熱挑戰，與東京大學主導的「MOSAIC」架構異曲同工，後者也強調透過創新的晶片間介面設計來提升散熱與傳輸效率。
V-Die 架構以液冷通道解決高密度堆疊的散熱瓶頸

V-Die 架構的創新之處在於其空間利用的思維轉變。傳統 HBM 將 DRAM 晶片平躺堆疊，隨著層數增加，熱量積聚的風險也隨之升高，散熱成為一大難題。V-Die 將晶片直立，不僅在垂直空間上爭取了更多記憶體單元，更重要的是，其設計中明確規劃了晶片間的液冷通道。這種設計能讓冷卻液直接流經發熱源，大幅提升散熱效率，確保在高密度堆疊下晶片的穩定運行。模擬數據顯示，V-Die 架構在處理 GPT-3 等級 AI 負載時，能達到每秒 540 個 token 的處理速度，幾乎是傳統 HBM4 的兩倍，這間接證明了其散熱設計的有效性。
MOSAIC 架構透過無接觸介面與正交堆疊提升散熱與頻寬

東京大學團隊的 MOSAIC 架構同樣採取直立堆疊的思路，但其解決散熱與頻寬挑戰的切入點有所不同。MOSAIC 採用正交式晶片堆疊，並強調「無接觸式」的晶片間介面，利用微型電感線圈進行資料傳輸。雖然文章未直接說明 MOSAIC 的散熱機制，但無接觸式介面通常能減少訊號干擾與發熱，且正交堆疊的空間配置也可能為散熱設計提供更多彈性。MOSAIC 架構的目標是將容量提升至現行 HBM4 的兩倍，這意味著在提升頻寬與容量的同時，其散熱問題亦需得到妥善處理，否則將無法實現效能的顯著提升。

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