存储芯片新技术:HBF的6大优缺点,会取代HBM吗?
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掏出手机想抓拍个精彩瞬间,结果点开相册,图片一直在那转圈加载。
这可能就是存储和处理器之间堵车了。
在AI里,这种堵车也会有的。大模型那动辄几百亿、上千亿的参数,就像一座很大的图书馆,而负责计算的GPU(图形处理器)就是一个能快速读取的学霸。如果这学霸一分钟能读一万本书,但把书从仓库(传统硬盘)搬到他桌上的速度,却慢得像蜗牛。
一直以来,业内靠HBM(高带宽内存) 来解决这事,它够快,但不便宜,还不太容易买到。
就在最近,出了一个新东西——HBF(高带宽闪存) ,据说它能解决这些困惑。那么,它到底是什么?是真突破,还是只解决了皮毛?
“HBF是啥?”
HBF全称高带宽闪存,基于手机、SSD同款NAND闪存堆叠封装,性能对标HBM,主打AI推理场景。
大模型推理以读取数据为主、极少改写数据,完美契合HBF介质特性。
HBM是 DRAM 材质,读写速度顶尖、可无限次擦写,但容量偏小、价格高昂、运行功耗高。
HBF作为配套存储,承接大容量模型权重存放工作,充当HBM的大容量后勤存储。
“六大亮点。”
一是速度。
初代HBF的读取带宽最高能冲到3TB/s,入门款也有0.4TB/s。这个速度几乎挨到了HBM3/HBM4的边,是一般电脑里那种高速固态硬盘的约200倍。
二是容量。
按最新标准,HBF通过堆叠8到16层闪存,一个“堆栈”(Stack)最高能到512GB。而当下顶级的HBM4,一个堆栈主流是32GB到64GB。
这意味着,一个几百亿参数的大模型,HBM得拆成好几块存放,数据来回搬运,费时费力。而HBF能把整个模型一次全装下。
三是成本。
HBM目前被少数几家头部掌控,产能有限,价格长期居高不下,也不容易买到,订单排队也不是新鲜事。
HBF用的是成熟的3D NAND闪存工艺,原材料和产线充足。据业内测算,用HBF搭建推理服务器,同等容量下,采购成本能比全用HBM砍掉六成以上。这对于云计算厂商来说,大概就意味着省去成本。
四是省电。
HBM本质是内存,一断电数据就清零,而且需要持续通电刷新,很费电。HBF是闪存,像U盘一样,断电了数据还在。
它运行时不需刷新电流,同等带宽下功耗比HBM低,粗略估算单机能省下三成左右的电。这省下的不只是电费,也是成本,无论是对大型数据中心还是对自动驾驶这类边缘设备。
五是接口。
HBF采用了行业通用的UCIe高速互联接口。这意味着,它可以很方便地和市面上主流的AI芯片适配。
六是门槛。
HBM技术壁垒极高,涉及先进的DRAM工艺,追赶起来很难。但HBF的根基是3D NAND,在这个领域,本土有企业已经掌握了数百层堆叠的核心技术。利用现有产线改造大概就能研发。
更重要的是,这套HBF标准是通过OCP(开放计算项目)全行业开放的,这对于整个行业的创新生态是好事。
所以,这样来看,HBF想做的事,大概就是用接近HBM的速度、超过它几倍的肚量、只有它零头的价格,在AI推理这行里站稳脚跟。
“六大短板。”
说完了长处,接下来聊一下短处。它的缺点和优点一样,因为它是闪存。
一是反应速度。
HBM的延迟是纳秒级(几十纳秒),就像面对面交谈,对方说话,声音立刻就到你耳朵。HBF的延迟是微秒级(10-20微秒),是慢了,相比。
对于需要GPU和内存高频互动、逐字逐句快速生成答案的AI推理,这种延迟差异就会存在。虽然可以通过提前预取数据来优化,但物理层面的差距始终存在。
二是寿命。
通常的固态硬盘,最担心的可能是颗粒写废了。HBF也面临同样问题。闪存单元的擦写次数是有限制的,就算用SLC缓存等技术优化,写入寿命也远低于可以无限次读写的HBM。
一次AI大模型训练,权重参数需要不停地更新覆写,这种高强度写入几天就能把HBF的寿命耗尽。就算在推理场景中,KV缓存这类需要频繁更新的数据,长年累月也会慢慢消耗其寿命。
三是读快写慢。
HBF的设计逻辑就是“读快写慢”。它的写入速度可能只有读取速度的十分之一,擦除数据速度可能就和普通固态硬盘一个水平。
这种特性,如果业务里涉及频繁的数据更新和覆写,HBF会瞬间成为整机性能的短板。
四是数据读取糙。
HBM可以按“字节”精细地调取数据,要多少拿多少。而HBF按4KB的“页面”整块读取。就像你需要一把勺子,它却给你搬来整个橱柜。
这种粗粒度搬运会产生大量无效数据,增加功耗和延迟,和GPU精细的计算逻辑不匹配,需要软件层花费大量精力去“翻译”和优化。
五是制造封装难度。
HBF内部堆叠了十几颗闪存,每颗闪存芯片内部又有几百层存储单元,整个结构极其复杂,制造良率和量产爬坡会是巨大挑战。
还有散热。GPU满载运行时温度能飙到一百多度,而NAND闪存的正常工作温度上限一般在85℃左右。两个火炉紧贴在一起,高温可能会加速闪存老化、导致数据出错,必须设计更复杂的散热方案,这又会抬高成本。
六是软件生态。
过去,AI软件框架都是围绕HBM的DRAM特性来优化的。HBF这个新东西来了,所有底层的内存调度算法、操作系统内核驱动、磨损均衡策略都得重新写。
虽然8月刚发布了行业标准,但芯片公司、服务器厂商、云服务商适配起来需要投入大量人力物力,真正的规模化商用,业内普遍认为是2027年之后的事了。
“写在最后。”
所以,聊了那么多,HBF会取代HBM吗?
不会。
它们俩并非替代关系,而更像是互补,搭档。
HBM,是那个高精尖、高成本的引擎,负责模型训练和需要极速响应的复杂推理任务,解决的是“算得快”的问题。
HBF,像那个成本可控、装载量大的卡车车队,负责把海量参数送到推理现场,解决的是“存得多、用得起”的问题。
参考资料:
新浪财经.存储芯片新产品HBF首套行业标准落地.2026年8月5日.
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