半导体设计/制造
返回首页

抓住AI革命浪潮,Rambus驭势而上

2025-07-23 来源:EEWORLD

 几天前,英伟达市值突破四万亿美元,成为人工智能(AI)时代的重要里程碑,标志着AI产业进入新阶段,反映了市场对AI投资需求的持续增长。这种指数级的增长正在重塑半导体行业,推动对高带宽、低延迟、低功耗计算架构的需求。不仅英伟达受益于AI热潮,更多相关公司也从中获利,Rambus便是其中之一。

 

作为一家拥有超过30年技术积累的硅谷企业,Rambus凭借其在高性能内存和互联领域的IP组合占据主导地位,并通过芯片业务进一步拓展市场版图。

 

Rambus首席执行官Luc Seraphin在2025年第一季度财报电话会上表示,公司在DDR5 RCD产品同比增长52%的推动下,内存接口芯片收入创历史新高,展现了“出色的财务业绩”。他强调,Rambus凭借芯片、知识产权和专利等多元化收入来源,展现出强大的市场韧性。

 

在近期北京举办的Rambus设计研讨会上,大中华区总经理苏雷详细阐述了公司的战略定位:“我们不仅提供IP、芯片或专利,而是通过垂直整合能力,为客户提供全面解决方案,致力于实现更快、更安全的数据传输。”

 

设计研讨会聚焦AI与汽车两大领域,反映了Rambus的重点市场。另外,Rambus还有更大的想法,那就是把生态链上下游串联起来。苏雷举例到:“以存储行业为例,产业中有颗粒,控制器芯片,模组等供应商,大家在自己方向钻得很深,但是需要上下游配合,Rambus在存储器基础技术上有很强的积累,可以协助从产品到系统级的创新。”

 

实际上,此次研讨会除了Rambus,还邀请了包括晶心、ETAS、是德科技、M31、CoMIRA等等多家合作伙伴,共同为行业带来更完整的解决方案。 

image.png

Rambus北京设计研讨会


AI处理的痛点与解决方案

 

AI模型规模正以惊人速度增长。例如,GPT-3拥有1750亿参数,而GPT-4o已增至1.5万亿。相比之下,内存容量的增长速度远低于模型参数的增长。在AI训练中,大规模并行计算需要快速加载万亿级参数;推理阶段则要求低延迟和低功耗以支持实时应用。然而,内存带宽和容量的供给能力难以满足计算需求的指数级增长,“内存墙”已成为制约AI发展的瓶颈。人们尝试多种手段突破这一瓶颈,但最基础、最直接的解决方案仍是提升内存带宽和容量。


苏雷表示:“数据在芯片内部搬运、芯片之间传输以及系统间流动时,需要更高的能效和信号完整性。这是AI快速落地的关键需求。”

 

此外,编码技术的升级也是一大挑战。为提升数据传输效率,PAMx(脉冲幅度调制)编码逐渐流行。相较于传统NRZ编码,PAMx在相同电气特性(UI、奈奎斯特频率、符号速率)下数据速率更高,这对控制器提出了支持更复杂编解码技术的要求。Rambus的技术能帮助客户加速这一转型。

 

苏雷还指出,AI相关安全需求日益增长,备受客户关注。Rambus通过存储控制器IP、内存芯片及PCIe控制器产品组合,解决了数据传输和搬运中的多种差异化痛点。其内存产品包括三大主流类型:HBM满足数据中心高带宽需求,GDDR服务于GPU密集型AI推理,DDR/LPDDR则在更广泛的计算市场中扮演着核心角色。。数据中心互联方面,Rambus提供包括PCIe和CXL在内的控制器IP。

 

在安全性方面,Rambus推出CryptoManager信任根,提供一站式安全解决方案,包括信任根(Root of Trust)、中枢(Hub)和内核(Core)系列。这些产品提供逐步升级的功能集成和安全性,客户可根据需求选择适合的安全特性和功能级别。

 image.png

Rambus大中华区总经理苏雷


多样化的内存支持

 

作为深耕内存技术30余年的企业,Rambus是JEDEC等标准组织成员,熟谙行业规范与市场需求,因此能推出差异化且前瞻性的产品,下面就盘点一下Rambus在各个细分市场的方案。

 

HBM:为AI训练优化高带宽架构

 

HBM利用三维堆叠技术显著提升带宽与密度,通过2.5D/3D封装将多层DRAM堆叠于逻辑芯片之上,从而降低处理器到内存的互连延迟和寄生电容。这一技术也让HBM成为AI训练中不可或缺的选择,特别适合针对大模型参数实现快速加载与处理。

 

2024年底,Rambus推出业界首款HBM4控制器IP,实现10Gb/s的领先速率和2.56TB/s的总带宽。

 

为满足AI训练对数据完整性的苛刻要求,Rambus在HBM4控制器中集成了ECC、RMW及在线错误擦洗(Error Scrubbing)等技术,最大限度提升信号完整性和可靠性。在HBM2及HBM3中,Rambus的控制器IP同样实现了业界最高速率。

 

值得一提的是,在累计超100个HBM设计案例中,Rambus保持100%一次流片成功率,显著降低高成本HBM生产风险。苏雷表示:“HBM生产成本极高,返工成本难以承受。我们的一次流片成功经验可为客户大幅节省成本。”

 

GDDR:赋能AI推理的高吞吐量

 

GDDR以高带宽、低延迟、较低成本和大容量部署,成为AI计算中最平衡的解决方案,广泛应用于GPU加速卡等场景。最新GDDR7采用PAM3编码,相比NRZ,每两个周期可传输3位数据,能效显著提升,从而增强AI推理能力。

 

2024年,Rambus推出业界首款GDDR7控制器IP,为GDDR7存储器提供功能齐全、高带宽效率的解决方案。它支持40 Gbps运行速度,提供160 GB/s吞吐量,较业界吞吐量最高的GDDR6控制器(同样来自Rambus)提升67%,适用于最先进的AI加速器、图形和HPC应用。

 

LPDDR5x:边缘AI的低功耗优化

 

边缘AI设备(如智能摄像头、物联网设备)对功耗敏感,LPDDR5x以8.5Gbps速度和0.6V低电压成为理想选择。Rambus的LPDDR5x和LPDDR4x控制器IP通过预读命令处理、存储体管理和自动预充电,最大化总线带宽并最小化延迟,支持所有LPDDR5T/5X/5通道密度,最高可达每通道32Gb。

 

PCIe与CXL:优化AI数据中心互联

 

数据中心服务器带宽始终是稀缺资源。随着AI加速,稳定、高带宽的互联成为关键,PCIe和CXL是连接服务器生态系统的核心技术。

 

传统数据中心服务器因按最坏情况设计,导致资源浪费。服务器通常按极端性能需求配置,但在典型使用中性能未被充分利用,造成显著浪费。AI加速卡的独立内存进一步加剧这一问题。PCIe/CXL解决方案通过内存扩展和池化,显著提升AI工作负载效率。

 

Rambus在PCIe领域拥有20余年经验,服务超600家客户,其产品经过FPGA原型验证,确保流片成功。在PCIe 6.0升级到7.0过程中,Rambus产品架构保持稳定。2024年,Rambus推出PCIe 7.0 IP产品组合,包括控制器IP、重定时器IP和交换机IP等,特别是在重定时器IP领域几乎占据市场主导地位。

 

在CXL方面,Rambus CXL 3.1控制器利用PCIe 6.1控制器架构,支持CXL.io协议,并添加CXL专用的CXL.cache和CXL.mem协议。该控制器为CXL.io流量提供原生Tx/Rx用户界面,并为CXL.mem和CXL提供英特尔CXL-cache/mem协议接口(CPI)。此外,Rambus还提供符合AMBA AXI协议规范(AXI3、AXI4和AXI4-Lite)的CXL 3.1控制器AXI版本。

 

Rambus的控制器IP均经过FPGA原型验证,且与各家公司的PHY适配,方便客户灵活选择。

 

追求卓越:PPA优化与可靠性

 

Rambus的IP在功耗、性能和面积(PPA)优化方面表现卓越。苏雷表示:“我们用最少门电路实现复杂功能,节省面积和成本。”Rambus始终致力于以精简电路实现复杂功能,降低客户成本,并提供定制化解决方案以优化PPA。

 

凭借35年经验和严谨设计流程,Rambus通过FPGA原型验证和测试IP确保子系统可靠性,100%一次流片成功率帮助客户节省成本。

 

AI的指数级增长正在取代摩尔定律,成为半导体行业新驱动力,这不仅适用于AI处理器,也推动了内存产业发展。苏雷表示,就在几天前多家DRAM大厂宣布暂停DDR4生产,全面转向DDR5,这种切换速度已经超出了预期,此外,PCIe 6.0到7.0标准制定仅用一年。“在快速演进的市场中,客户需要Rambus这样兼具前瞻性、高性能和高可靠性的合作伙伴。”

 

重视中国市场,聚焦AI与汽车战略

 

作为AI和电动汽车的全球领导者,中国市场始终是Rambus的战略重点。苏雷表示:“无论AI还是数据中心,中国都与美国并驾齐驱。我们秉承‘在中国,为中国’的战略,与中国芯片厂商、模组厂商及云服务和AI厂商密切合作,深入了解客户的差异化需求并将反馈带回美国。”

 

他强调,Rambus的技术不完全依赖美国,因此不受出口管制影响。“我们的控制器IP和芯片制程不绑定,客户可自由选择节点和代工厂。”

 

在汽车领域,Rambus的MIPI IP广泛支持从辅助驾驶到自动驾驶的数据传输。其安全防篡改IP支持国密SM2/3/4标准,充分体现了对中国市场的定制化投入。

 

IP与芯片双轮驱动

 

根据IPNEST报道,2024年IP市场受高性能计算(HPC)应用及有线接口供应商(Synopsys、Cadence、Alphawave和Rambus)以及智能手机CPU和GPU供应商(ARM和Imagination Technology)的强劲推动。IP市场与半导体市场高度契合,年均增长主要来自HPC领域。

 

Rambus近年来也是看到了HPC的机会,提供从IP到芯片的全解决方案,同时依靠HPC的火热,其全球IP排名从第九升至第五。

 

而针对数据中心应用,Rambus推出了完整的 DDR5 服务器内存接口芯片组,适用于RDIMM,包含 DDR5 寄存时钟驱动器 (RCD)、电源管理芯片 (PMIC)、串行存在检测集线器 (SPD Hub) 和温度传感器 (TS),专为满足最新一代 DDR5 内存系统的高容量、高带宽性能需求而量身定制。Rambus 还支持带有多路复用寄存时钟驱动器 (MRCD)、多路复用数据缓冲器 (MDB)、PMIC、SPD Hub 和 TS 芯片的 DDR5 服务器多路复用级 DIMM (MRDIMM)。在当前和未来的 RDIMM 和 MRDIMM 中,这些芯片使服务器计算系统能够处理最苛刻的工作负载和应用程序。

 image.png


Rambus也是AI计算的基石

 

Rambus以HBM4、GDDR6、DDR5LPDDR5x控制器IP及芯片,以及PCIe 6.0/7.0、CXL 3.1解决方案,应对AI训练与推理中的互联与传输挑战。

 

其财务表现同样强劲,2024年财报显示,Rambus全年销售额创新高,同比增长20.7%至5.57亿美元,营业利润增长19.1%至1.83亿美元。股价五年以来上涨3.5倍,市值接近70亿美元。一系列数据反映了Rambus在AI浪潮中的成功,以及市场对其在AI超级周期中的信心。“AI的指数级需求推动了我们的增长。”苏雷总结道。

进入半导体设计/制造查看更多内容>>
相关视频
  • 直播回放: 如何使用MPLAB® Mindi™软件进行模拟电路仿真

  • 直播回放: 开启 SDV 的未来:集成 TI 的远程控制边缘节点解决方案

  • 直播回放: 2026 是德科技XR8新品发布: 一段跨越70年的示波器创新之旅

  • 直播回放: 使用RUHMI模型转换器部署BYOM模型并进行MINST模型部署

  • 直播回放: 使用Reality AI Tools 基于数据创建微小型AI模型以及进行拉弧检测开发实践

  • 直播回放: MPS 赋能人形机器人 - 因为没有运动,机器人只是一尊雕塑

精选电路图
  • 设计汽车集群电源

  • 6晶体管H桥

  • USB自供电声卡

  • AVR LCD温度计—LM35

  • AVR PC步进电机驱动器

  • AVR温度计TCN75

    相关电子头条文章