AI手機(jī)爆發(fā)，內(nèi)存技術(shù)求變。

真就是分久必合，合久必分？

最近，韓媒 The Elec 披露了一個(gè)相當(dāng)引人矚目的消息：三星正在應(yīng)蘋(píng)果的要求，試圖將內(nèi)存獨(dú)立封裝于芯片。

具體來(lái)說(shuō)，蘋(píng)果計(jì)劃從 2026 年起，在 iPhone 中放棄當(dāng)前主流的 PoP（Package on Package）封裝方式——將 SoC 與 LPDDR 內(nèi)存重疊封裝在一起，轉(zhuǎn)而將 LPDDR 內(nèi)存獨(dú)立封裝。按照?qǐng)?bào)道的說(shuō)法，蘋(píng)果轉(zhuǎn)變的背后： 

核心是為了 Apple Intelligence。

邏輯不難理解，從訓(xùn)練到推理，大模型性能的一大瓶頸就是內(nèi)存帶寬，而當(dāng)前手機(jī)普遍采用的 PoP 封裝——將內(nèi)存直接堆疊在 SoC 上，在帶寬上非常受限，還存在積熱問(wèn)題。

PoP 封裝示意圖，圖/ Semi Connect

而獨(dú)立封裝的 LPDDR 內(nèi)存，將在帶寬和散熱兩方面直接改進(jìn)內(nèi)存與芯片之間的數(shù)據(jù)吞吐效率，進(jìn)而提高 iPhone 的 AI 性能。但蘋(píng)果的這個(gè)計(jì)劃也不免讓很多人產(chǎn)生更大的疑問(wèn)，畢竟這和 M1 芯片開(kāi)始采用的「統(tǒng)一內(nèi)存架構(gòu)」似乎截然相反。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，蘋(píng)果在 Mac 上剛把內(nèi)存塞進(jìn)芯片沒(méi)幾年，而在 iPhone 上卻要把芯片和內(nèi)存拆開(kāi)。

另一方面，手機(jī)的 AI 化也已經(jīng)在 2024 年成為了行業(yè)共識(shí)，理論上其他手機(jī)廠商也要面臨 PoP 封裝下內(nèi)存帶寬等問(wèn)題，又是否會(huì)推動(dòng)高通、聯(lián)發(fā)科等上游廠商作出改變？甚至跟隨蘋(píng)果將內(nèi)存「獨(dú)立封裝」的步伐？

手機(jī) AI 化加速，內(nèi)存「不夠用」了

從 iPhone 到 Pixel，再到榮耀到 OPPO，手機(jī) AI 化的浪潮在 2024 年可以說(shuō)是愈演愈烈。在用戶的層面，AI 在日常使用中的存在感實(shí)際上也有了很大的加強(qiáng)，從全新升級(jí) AI 語(yǔ)音助手，到 AI 修圖、AI 總結(jié)等實(shí)用功能。

幾乎無(wú)一例外，各大廠商都在 AI 領(lǐng)域押下重注，而在令人眼花繚亂的 AI 化升級(jí)背后，對(duì)手機(jī)核心硬件的要求其實(shí)也在快速改變。尤其是以大模型技術(shù)為基底，AI 對(duì)手機(jī)的內(nèi)存提出了史無(wú)前例的需求——不僅是容量，更重要的是帶寬。

在大模型的本地推理中，內(nèi)存需要以極快的速度讀取、寫(xiě)入和交換數(shù)據(jù)。理論上，內(nèi)存帶寬越高，AI 任務(wù)的響應(yīng)速度越快；反之，內(nèi)存帶寬不足則會(huì)導(dǎo)致處理瓶頸。

圖/蘋(píng)果

但在目前，智能手機(jī)普遍采用 PoP（Package on Package）封裝技術(shù)，將內(nèi)存疊在 SoC 上，再通過(guò)引腳實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。這種設(shè)計(jì)的初衷很簡(jiǎn)單：智能手機(jī)空間有限，PoP 封裝能夠極大地節(jié)省主板面積，同時(shí)也能在 SoC 和內(nèi)存之間提供短距離的高速互連。

換句話說(shuō)，它曾是解決手機(jī)內(nèi)部空間緊張問(wèn)題的「終極方案」。但當(dāng)初的「香餑餑」，現(xiàn)在看卻是有些力不從心了在 AI 化浪潮的推動(dòng)下，PoP 封裝暴露出了兩大缺陷：帶寬和積熱。

先說(shuō)帶寬瓶頸。在 PoP 封裝中，盡管 GBA 焊點(diǎn)間距越來(lái)越小，引腳數(shù)量越來(lái)越多，SoC 和內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸仍然受限于物理設(shè)計(jì)，很難有大幅提升。簡(jiǎn)言之，PoP 的互連密度有限，在面積幾乎不可能增大的情況下，很難滿足 AI 大規(guī)模計(jì)算對(duì)帶寬越來(lái)越高要求。

再說(shuō)積熱問(wèn)題。PoP 封裝將內(nèi)存直接堆疊在 SoC 之上，讓熱量集中在芯片頂部，導(dǎo)致熱量堆積和性能瓶頸。尤其是在高負(fù)載的 AI 任務(wù)下，這種結(jié)構(gòu)的散熱效率明顯不足，容易導(dǎo)致芯片過(guò)熱，影響性能和穩(wěn)定性。

在這種背景下，「變」實(shí)際上是一種必然。無(wú)論是提升帶寬還是優(yōu)化散熱，PoP 封裝顯然難以滿足 AI 任務(wù)的需求。

但另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題在于，為什么蘋(píng)果打算在 A 系列芯片將內(nèi)存「拆開(kāi)」獨(dú)立封裝，而不是看齊桌面端的蘋(píng)果 M 系列芯片和英特爾酷睿 Ultra 200S 系列——把內(nèi)存整合在芯片之中。

內(nèi)存「獨(dú)立」，是 AI 手機(jī)更靠譜的解法

當(dāng) PoP 封裝顯現(xiàn)出帶寬和散熱上的瓶頸時(shí)，擺在智能手機(jī)面前的選擇變得有限：要么像 M 系列芯片一樣，將內(nèi)存直接封裝進(jìn) SoC，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一內(nèi)存架構(gòu)（UMA）；要么反其道而行，將內(nèi)存與 SoC 分開(kāi)獨(dú)立封裝。

現(xiàn)在來(lái)看，蘋(píng)果似乎已經(jīng)做出選擇，甚至開(kāi)始推動(dòng)上游一起實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的獨(dú)立封裝。這個(gè)決定看似與統(tǒng)一內(nèi)存架構(gòu)背道而馳，但它并非偶然。獨(dú)立封裝和 UMA 各自的設(shè)計(jì)邏輯截然不同，而這背后，是兩種完全不同的硬件需求。

蘋(píng)果 M1 Max，圖/蘋(píng)果

今天我們都知道，統(tǒng)一內(nèi)存架構(gòu)（UMA）這類設(shè)計(jì)最大的優(yōu)勢(shì)在于整合和共享。通過(guò)將內(nèi)存直接封裝進(jìn) SoC，UMA 可以讓 CPU、GPU、NPU 等不同計(jì)算單元共用一塊內(nèi)存，避免數(shù)據(jù)在多個(gè)內(nèi)存模塊間頻繁復(fù)制，從而減少延遲，提升效率。

這種設(shè)計(jì)在 Mac 和 iPad Pro 這樣的生產(chǎn)力設(shè)備中被證明非常成功，尤其是在圖形處理、大型應(yīng)用和 AI 訓(xùn)練等高性能任務(wù)中，UMA 有著很大的優(yōu)勢(shì)。

然而，UMA 這類方案在智能手機(jī)上的適用性卻受到多方面限制。最典型的就是功耗和散熱，將內(nèi)存集成到 SoC 內(nèi)后，雖然會(huì)帶來(lái)了更高的帶寬和性能，但也增加了整體功耗和熱量。

但智能手機(jī)電池容量有限，AI 任務(wù)如果頻繁調(diào)用內(nèi)存，會(huì)導(dǎo)致耗電量顯著上升，進(jìn)而影響續(xù)航。同時(shí)內(nèi)部空間也極其有限，要在 SoC 里面塞下另一個(gè)「發(fā)熱大戶」，很容易影響體驗(yàn)。

iPhone 16 Pro，圖/蘋(píng)果

此外，SoC 的尺寸面積也是問(wèn)題，UMA 這類封裝方案雖然整合度高，但卻會(huì)導(dǎo)致芯片面積和厚度增加，削弱機(jī)身設(shè)計(jì)的靈活性。再加上相應(yīng)的封裝工藝復(fù)雜且昂貴，會(huì)顯著提高生產(chǎn)成本，并最終體現(xiàn)在產(chǎn)品定價(jià)上。

相比之下，內(nèi)存獨(dú)立封裝的設(shè)計(jì)可能更符合智能手機(jī)的實(shí)際需求，不只是獨(dú)立封裝允許采用更新的內(nèi)存技術(shù)（如 LPDDR6），通過(guò)寬總線設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)更高的帶寬，還能避免了 PoP 封裝互連密度帶來(lái)的帶寬限制。

而對(duì)于生成式 AI 來(lái)說(shuō)，帶寬的提升直接轉(zhuǎn)化為計(jì)算速度的提高。除此之外，散熱的優(yōu)化、設(shè)計(jì)的靈活性等也都是獨(dú)立封裝內(nèi)存的優(yōu)勢(shì)所在。

當(dāng)然，獨(dú)立封裝并非完美無(wú)瑕。它依然需要解決機(jī)身空間占用、信號(hào)延遲等問(wèn)題。但在當(dāng)前技術(shù)條件下，它無(wú)疑是一種更加實(shí)際、可行的方向。至于這種方向是否會(huì)成為 AI 手機(jī)的共同解法？可能還要再等等看。

AI手機(jī)浪潮爆發(fā)，內(nèi)存技術(shù)必須要變了

如果按照規(guī)劃，蘋(píng)果應(yīng)該會(huì)在 2026 年推出搭載 A20 芯片的 iPhone 18 系列，將會(huì)首發(fā)采用全新的「獨(dú)立封裝內(nèi)存」。理論上，iPhone 18 系列至少在內(nèi)存帶寬上會(huì)面臨更少的瓶頸。

那安卓陣營(yíng)呢？與 iPhone 一樣，安卓手機(jī)在 AI 時(shí)代也是要面對(duì)內(nèi)存帶寬（不是容量）的瓶頸問(wèn)題，除非大模型在運(yùn)行機(jī)制上發(fā)生大的變化，否則還是要嚴(yán)重依賴芯片與內(nèi)存之間的大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸。

圖/雷科技

換言之，安卓陣營(yíng)同樣需要「變」。但怎么「變」卻是一個(gè)有待回答的問(wèn)題，一種可能是跟隨蘋(píng)果的腳步，改 PoP 封裝為獨(dú)立封裝內(nèi)存，另一種可能繼續(xù)在堆疊設(shè)計(jì)上，采用更先進(jìn)的信號(hào)互連技術(shù)或者工藝優(yōu)化，來(lái)緩解帶寬不足的問(wèn)題。

但具體如何選擇，還是看安卓手機(jī)廠商以及高通、聯(lián)發(fā)科等芯片廠商之間的碰撞，能否找到更適合安卓陣營(yíng)的「解法」。

不過(guò)至少我們可以確定，智能手機(jī)的 AI 化趨勢(shì)正在改變很多東西。不只是軟件，還有內(nèi)存的封裝方案，甚至從芯片設(shè)計(jì)，到 ID 設(shè)計(jì)，或許我們都會(huì)在接下來(lái)幾年看到全新的變化。

 來(lái)源：雷科技

       原文標(biāo)題 : 為了強(qiáng)化AI，iPhone拉著三星讓內(nèi)存「獨(dú)立」