北京大学计算机学院助理教授、博士生导师张杰
出品|搜狐科技
作者|张雅婷
AI时代,存储迎来了高光时刻。
7月27日,中国存储巨头长鑫科技登陆上交所,上市首日股价涨了4倍多、市值一度超过腾讯。两周前,在纽约时代广场的大屏幕上,韩国存储巨头SK海力士的股票代码第一次亮起,高调刷新了外国企业在美IPO募资的历史记录。
北京大学计算机学院助理教授张杰,正是存储行业发展的参与者、见证者。他博士毕业于韩国延世大学,博士后就职于韩国先进科学技术学院,长期从事存储系统和体系结构的研究和设计。
谈及国产存储的变迁,张杰向搜狐科技回忆称,“之前感觉国产存储很不行,做科研买的基本上都是三星,现在我们买的国产品牌,学生都说测起来还可以。”
在AI时代,存储已是至关重要的一环。大模型竞争本质上是时间竞赛,存储系统性能直接决定了数据访问速度,性能不足会直接拉长训练周期、推高成本。
国产存储的发展决定了中国AI能走多远、成本能降到多低。过去全球存储市场长期被三星、SK海力士、美光等少数巨头垄断,如今这一格局正在被改变。
今年一季度,长鑫存储在DRAM(易失性内存)市场占据8%的份额,长江存储在NAND Flash(非易失性闪存)市场占据约13%的份额,均跻身全球前五。
张杰认为,存储领域的主要技术壁垒已经被逐步突破,国内中低端存储产品与海外品牌基本能够持平,只是高端领域技术差距较为明显,比如HBM(高带宽内存)的商用化方面在国内还是空白。
不过,他对国产存储发展的前景并不悲观——存储对光刻机的制程工艺要求不像CPU、GPU那样苛刻,更多是制造工艺上的经验积累,需要时间慢慢打磨。
张杰向搜狐科技坦言称,没有什么东西是海外厂商独有、国内没有的。“我觉得国内厂商完全有机会在未来去追赶,甚至超过国外的三星、海力士。”
以下为搜狐科技与张杰的对话:
搜狐科技:随着AI的发展落地,存储为何从“配角”变成决定算力利用率的关键环节?
张杰:从AI本身的计算范式来思考,在大模型时代,特别是decoding阶段,KV cache存储访问频率和计算频率是1:1,以前AI这个比例大概是1:数百。另外从计算规模来看,大模型的参数规模越来越大,都达到了万亿级,这也导致对存储需求更大了。
对于大模型竞争来说,最重要的是训练要快。如果人家一周训练一个模型,我花一个月,那人家就可以多迭代四次。所以从这个角度来说,现在大家比较缺的是访问数据的能力,这对存储带宽要求就会很高。
搜狐科技:能否整体谈一下目前国内存储芯片的发展情况,近几年进步情况怎么样?
张杰:国内消费级市场的低端产品与海外品牌基本能够持平,在高端领域技术差距较为明显。在DRAM领域,国内已经有DDR5,但问题是频率没打上去,并且HBM商用化方面国内还是空白。
在闪存领域,以固态盘的IO访问延迟这一核心指标为例,国内闪存介质的读延迟约为30-50微秒,而三星、铠侠等头部厂商的尖端产品已能做到3微秒,两者之间的技术代差估计在2至5年左右。
搜狐科技:做HBM难度高吗?为什么现在只有三星、海力士、美光能实现规模量产?
张杰:HBM的技术壁垒很高,如果把DRAM看作是“平房”,找两个砖瓦工,把墙补上、把砖砌好就搞定了。HBM可以理解成“多层楼房”,不仅要求每一层芯片做到极薄,更高度依赖 TSV(硅通孔)等先进封装工艺进行精确的垂直连接与对齐。同时,多层堆叠带来的散热管理和超薄晶圆良率控制,也是极高的技术壁垒。
此外,国外布局时间很早,SK海力士2009年启动HBM研发、2013年完成首款样片了。布局早对于存储芯片厂商来说很重要,因为芯片需要时间去验证,厂商需要收集错误库,回来之后再解决问题。
举个最简单的例子,我们也用一个国产品牌的存储芯片做东西,学生发现性能基本上能打,但是难点就在于测试的时候会容易坏,然后就需要返修、迭代,对体验影响就会很明显。
搜狐科技:在高端存储芯片领域,国产厂商有机会追上海外巨头吗?
张杰:我觉得这些差距是可以通过时间去弥补的。没有什么东西是他们独有、我们没有的。比如制造工艺上有些坑,没有长时间的积累可能避不开,但只要把这些坑跨过去就可以了。
就像我们以前觉得OpenAI真牛,但我们有钱、有人才,DeepSeek、月之暗面这些国内企业也慢慢赶上来了。
搜狐科技:先进光刻设备受限,对于存储芯片的发展来说意味着什么?
张杰:其实,存储对光刻机的制程工艺要求不像CPU、GPU等逻辑芯片那样苛刻。因为逻辑芯片依赖极高精度的光刻机缩小晶体管尺寸,而存储性能的提升主要是靠垂直堆叠,此外太小的尺寸反而会破坏数据保存能力。
搜狐科技:未来国产存储产业的发展趋势如何?
张杰:国内已经实现了从0到1的跨越,未来3到5年,中国厂商在存储市场里会逐渐成为更重要的角色。特别是消费级市场,一定会被国产厂商占有,并且发展速度非常快,类似于国产电动车一样。
从人才角度来说,国内现在引进人才也比较多,集成电路相关制造、设计人才回国有很多。我觉得国内完全有机会在未来去追赶,甚至超过国外的三星、海力士。
搜狐科技:华为提出韬(τ)定律,希望将“逻辑折叠(Logic Folding)”作为后摩尔时代芯片性能提升的核心路径,您怎么看?
张杰:我觉得华为提出的韬定律,其实是以前摩尔定律的一个互补,都是希望能够减少两个单元之间的距离,来提高吞吐量和性能。但华为思路是另辟蹊径,不光是在2D平面上,而是通过3D堆叠减少距离。还有优化数据布线、软件和硬件协同优化等等。
从理念上来说,我觉得它不是一个完全新的东西。我们在做研究的过程中,都是知道有类似东西的,比如希望多个设备靠得越近,它的效率就越高,只是华为把软件、硬件等不同领域的想法整合成了一个思想,相关实践其实已经有很多了。
搜狐科技:从人才培养的角度来看,存储行业缺人吗?
张杰:国内存储行业还是缺人才的,跟韩国相比不多。并且,国内存储厂商会比较闭塞,跟学校没有太多学术交流和科研交流。
其实,国内存储企业还没有非常成熟,要做的事情主要是追赶,三星做了什么、它就做什么,所以他们没有太多创新上的要求。但随着公司变得越来越大,必然会出现一个问题:它一定要做这个领域的开拓者,而不是一直跟随。这时候就会需要创新,创新就需要足够的人才。
搜狐科技:您对于存储行业的学生有何建议?
张杰:如果是在AI时代进入存储行业,我的建议是不要太灰心。
存储的市场需求比较稳定,相关的工作岗位是比较长期的,待遇很好,但也跟AI没法比。比如北大毕业的同学和AI领域的普通博士生薪资差不多,甚至不如后者,很多同学感觉就很沮丧。不过,现在来看,很多AI公司都是亏本的,未来是否能长期一直在人才引进方面花这么多钱,是存疑的。
其实,现在国内很多AI公司更多关注模型性能,还没有涉及到对存储的使用和利用。未来一旦这些基础模型的壁垒被打破,后面大家都是卷成本。一旦卷成本,存储一定会得到越来越高的重视。返回搜狐,查看更多