ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
ECF26 infobanner

IN FOCUS

AI-agentit tuovat älykkään automaation piirien ja piirilevyjen suunnitteluun

Puolijohde- ja piirilevysuunnittelun seuraavaa vaihetta määrittävät kaksi rinnakkaista tavoitetta. Ensinnäkin halutaan kasvattaa suunnittelutyökalujen suorituskykyä. Lisäksi on tärkeää parantaa suunnittelijoiden tuottavuutta.

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

ETN

TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

Onko muisti GenAI:n pullonkaula?

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 05.12.2025
  • Devices
  • Embedded
  • Artificial Intelligence

ETN - Technical articleKun suurteholaskennan (HPC) työkuormat monimutkaistuvat, generatiivinen tekoäly sulautuu yhä tiiviimmin moderneihin järjestelmiin ja lisää kehittyneiden muistiratkaisujen tarvetta. Vastatakseen näihin muuttuviin vaatimuksiin ala kehittää uuden sukupolven muistiarkkitehtuureja, jotka maksimoivat kaistanleveyden, minimoivat latenssin ja parantavat energiatehokkuutta.

DRAM:n, LPDDR:n ja erikoismuistien edistysaskeleet määrittelevät tietojenkäsittelyn suorituskykyä uudelleen. Tekoälylle optimoitu muistiteknologia on keskiössä, kun tavoitellaan tehokkuutta ja skaalautuvuutta. Winbondin CUBE-muisti on tästä hyvä esimerkki: se tarjoaa suurikaistaisen ja vähävirtaisen ratkaisun tekoälyn ohjaamille työkuormille. Tässä artikkelissa tarkastellaan muistiteknologian viimeisimpiä läpimurtoja, tekoälysovellusten kasvavaa vaikutusta ja Winbondin strategisia toimia markkinoiden muuttuviin tarpeisiin vastaamiseksi.

Kehittyneet muistiarkkitehtuurit ja suorituskyvyn skaalautuminen

Muistiteknologia kehittyy vastaamaan tekoälyn, AIoT:n ja 5G-järjestelmien tiukkoja suorituskykyvaatimuksia. Ala näkee paradigman muutoksen DDR5:n ja HBM3E:n laajassa käyttöönotossa, sillä ne tarjoavat suurempaa kaistanleveyttä ja parempaa energiatehokkuutta. DDR5 yltää jopa 6,4 Gbps:n pinnakohtaiseen datanopeuteen ja 51,2 GB/s moduulikohtaiseen siirtonopeuteen—lähes kaksinkertaiseen DDR4:ään verrattuna—ja samalla se pienentää käyttöjännitteen 1,2 voltista 1,1 volttiin energiatehokkuuden parantamiseksi. HBM3E kasvattaa kaistanleveyttä yli 1,2 teratavuun pinoa kohti, mikä tekee siitä houkuttelevan ratkaisun dataraskaisiin tekoälyn harjoitusmalleihin. Se ei kuitenkaan sovellu mobiili- ja edge-laitteisiin suuren tehonkulutuksen vuoksi.

Kun LPDDR6:n ennakoidaan ylittävän 150 GB/s vuonna 2026, vähävirtaiset DRAM-tekniikat kehittyvät kohti suurempaa kaistanleveyttä ja energiatehokkuutta, erityisesti tekoälypuhelinten ja sulautettujen AI-kiihdyttimien tarpeisiin. Winbond kehittää aktiivisesti pienikapasiteettisia DDR5- ja LPDDR4-ratkaisuja virtapiheihin sovelluksiin ja on samalla edelläkävijä CUBE-muistissa, joka saavuttaa yli 1 TB/s kaistanleveyden selvästi pienemmällä lämmöntuotolla. Kapasiteetin ennakoidaan skaalautuvan 8 gigatavuun tai jopa korkeammalle—kuten 4Hi WoW -ratkaisussa, joka saavuttaa yli 40 gigatavun tiheyden ja yli 40 TB/s kaistanleveyden. CUBE asemoituu ylivoimaiseksi vaihtoehdoksi perinteisille DRAM-ratkaisuille tekoälypohjaisessa edge-laskennassa.

CUBE-teknologiasta on olemassa myös CUBE-Lite-versio, joka tarjoaa 8 GB/s kaistanleveyden (vastaa LPDDR4x x16 -kaistaa) ja kuluttaa vain 30 % LPDDR4x:n tehosta. Lisäksi SoC voidaan toteuttaa ilman LPDDR4 PHY:tä käyttäen vain CUBE-light-ohjainta, mikä pienentää sirun pinta-alaa ja parantaa tehonkulutusta. Arkkitehtuuri sopii AI-SoC-ratkaisuihin (MCU:t + MPU:t + NPU:t), ja erityisesti akkuvirtaa hyödyntäviin TinyML-laitteisiin. Käyttöjärjestelmänä toimii Micro Linux ja AI-malli AI-SoC:lle. Loppusovelluksia ovat AI-ISP IP-kameroissa, älylaseissa ja puettavissa laitteissa.

GenAI:n muistin pullonkaulat

Generatiivisten AI-mallien eksponentiaalinen kasvu aiheuttaa ennennäkemättömiä muistikaistan ja latenssin rajoitteita. Tekoälytyökuormat, erityisesti transformer-arkkitehtuureihin perustuvat, vaativat huomattavaa laskentatehoa ja suurinopeuksista datan hakua.

Esimerkiksi LLamA2 7B:n käyttö INT8-tilassa vaatii vähintään 7 Gt DRAM-muistia tai 3,5 Gt INT4-tilassa, mikä korostaa perinteisten mobiilimuistien kapasiteettirajoja. Nykyiset tekoälypuhelimet, jotka hyödyntävät LPDDR5-muistia (68 GB/s), kärsivät merkittävistä pullonkauloista ja vaativat siirtymistä LPDDR6:een. Tarvitaan kuitenkin väliaikaisia ratkaisuja, kunnes LPDDR6 yleistyy.

Järjestelmätasolla tekoälyn edge-sovellukset robotiikassa, autonomisissa ajoneuvoissa ja älysensoreissa asettavat lisävaatimuksia energiatehokkuudelle ja lämmönhallinnalle. Vaikka JEDEC-standardit kehittyvät kohti DDR6:ta ja HBM4:ää kaistanleveyden parantamiseksi, räätälöidyt muistiratkaisut, kuten Winbondin CUBE, tarjoavat skaalautuvia ja suorituskykyisiä vaihtoehtoja AI-SoC-suunnitteluun. CUBE yhdistää HBM-tasoisen kaistanleveyden alle 10 watin tehonkulutukseen, mikä tekee siitä varteenotettavan ratkaisun inferenssiin verkon reunalla.

Lämmönhallinnan ja energiatehokkuuden rajoitteet

Suurten AI-mallien käyttö päätelaitteissa tuo merkittäviä haasteita lämmönhallintaan ja energiankäyttöön. Tekoälypohjaiset työkuormat kuluttavat luonnostaan paljon tehoa ja tuottavat lämpöä, joka voi heikentää järjestelmän vakautta ja suorituskykyä.

  • Laitteen sisäisen muistin kasvattaminen: Mobiililaitteisiin on integroitava suurempikapasiteettisia muistiratkaisuja, jotta ne voivat vähentää pilvipalveluiden käyttöä ja latenssia. Perinteisen DRAM:n skaalautuminen lähestyy fyysisiä rajojaan, joten tarvitaan hybridimuistiarkkitehtuureja, jotka yhdistävät suuren kaistanleveyden ja pienen tehonkulutuksen.
  • HBM3E vs. CUBE AI-SoC:eissa: HBM3E saavuttaa suuren läpimenon, mutta sen yli 30 watin tehonkulutus per pino tekee siitä sopimattoman mobiili- ja edge-käyttöön. Winbondin CUBE voi toimia LLC-muistina (Last Level Cache), mikä vähentää sirun sisäisen SRAM-muistin tarvetta ja tarjoaa silti suurinopeuksisen datayhteyden. Kun logiikkaprosessit siirtyvät alle 7 nm kokoluokkaan, SRAM:n skaalausrajoitukset korostuvat ja uuden sukupolven välimuistit ovat välttämättömiä.
  • Lämmön optimointi: Tekoälylaskenta voi tuottaa yli 15 watin lämpökuormia per siru, joten tehon jakelu ja lämmönpoisto ovat kriittisiä. Mukautetut DRAM-ratkaisut, jotka optimoivat virkistyssyklit ja hyödyntävät TSV-pohjaisia kotelointitekniikoita, kuten CUBE, parantavat energiatehokkuutta kompakteissa laitteissa.
DDR5 ja DDR6 vauhdittajina

DDR5:n ja DDR6:n kehitys on merkittävä taitekohta tekoälyjärjestelmien arkkitehtuurissa. Ne tarjoavat aiempaa suurempaa kaistanleveyttä, pienempää latenssia ja parempaa skaalautuvuutta.

DDR5:n 8-bank group -arkkitehtuuri ja on-die ECC parantavat tietojen eheyttä ja tehokkuutta, mikä tekee siitä sopivan tekoälyllä tehostettuihin PC:ihin ja tehokkaisiin kannettaviin. 51,2 GB/s huippunopeus per moduuli mahdollistaa reaaliaikaisen tekoälyinference­sin, nopean moniajon ja datankäsittelyn. Kehitteillä oleva DDR6 on tuomassa yli 200 GB/s moduulikohtaista kaistanleveyttä, 20 % pienemmän tehonkulutuksen ja optimoidun tuen AI-kiihdyttimille.

Winbond tekoälymuistin kehittäjänä

Winbondin markkinastrategia edistää räätälöityjen DRAM-arkkitehtuurien kehitystä tekoälykeskeisiin työkuormiin ja sulautettuihin sovelluksiin.

  • CUBE tekoälylle optimoituna muistina: TSV-liitäntöjen ansiosta CUBE yhdistää suuren kaistanleveyden ja pienen tehonkulutuksen, mikä tekee siitä ihanteellisen AI-SoC:eihin mobiili- ja edge-laitteissa.
  • Yhteistyö OSAT-kumppaneiden kanssa: Winbond työskentelee kokoonpano- ja testitalojen kanssa parantaakseen muistipakkausten integraatiota seuraavan sukupolven AI-laitteisiin ja vähentääkseen latenssia.
  • Tulevaisuuteen suuntautuvat DRAM-innovaatiot: Winbondin tiekartta sisältää tekoälylle viritettyjä DRAM-ratkaisuja, erikoistuneita välimuistirakenteita ja optimoituja LPDDR-arkkitehtuureja HPC-, robotiikka- ja reaaliaikaisen AI-prosessoinnin tarpeisiin.

Tekoälytyökuormien kasvu, suorituskyvyn skaalautumisen rajoitteet ja energiatehokkaiden muistiratkaisujen tarve muokkaavat muistimarkkinoita perusteellisesti. Generatiivinen tekoäly lisää jatkuvasti pieniviiveisten ja suurikaistaisten muistien kysyntää, mikä vauhdittaa innovaatioita DRAMissa ja räätälöidyissä muistiratkaisuissa.

Winbondin edelläkävijyys CUBE-muistissa sekä DDR5- ja LPDDR-kehityksessä tekee siitä keskeisen mahdollistajan seuraavan sukupolven tekoälylaskennassa. Kun tekoälymallit kasvavat yhä monimutkaisemmiksi, optimoitujen ja energiatehokkaiden muistiratkaisujen merkitys korostuu entisestään. Winbondin jatkuva innovointi pitää sen eturintamassa kohti skaalautuvia, suorituskykyisiä ja kestäviä AI-muistiarkkitehtuureja.

MORE NEWS

Bittium uskoo puolustusbuumin jatkuvan pitkään

Bittiumin vahva kasvu ei yhtiön mukaan ole vain Ukrainan sodan synnyttämä hetkellinen ilmiö. Toimitusjohtaja Petri Toljamo arvioi puolivuosikatsauksen yhteydessä järjestetyssä lehdistötilaisuudessa, että Euroopan puolustusinvestoinnit jatkuvat korkealla tasolla vielä pitkään, vaikka Ukrainaan saataisiin rauha.

Joko taittuvien puhelimien läpimurto alkaa?

Samsungin uusien Galaxy Z -mallien ennakkotilaukset ovat kasvaneet Euroopassa yli 20 prosenttia viime vuodesta. Vaikka taittuvanäyttöiset puhelimet ovat edelleen vain pieni osa koko älypuhelinmarkkinaa, yhtiön mukaan kysyntä on nyt selvästi aiempaa vahvempaa.

Tekoäly tekee nopeuskamerasta monitoimivalvojan

Euroopan teille on tulossa uuden sukupolven nopeusvalvontajärjestelmiä, joissa perinteinen tutka vaihtuu yhä useammin tekoälyä hyödyntävään konenäköön. Samalla nopeuskameroiden tehtävä laajenee pelkästä ylinopeuden mittaamisesta useiden eri liikennerikkomusten automaattiseen tunnistamiseen.

Natriumakku lähestyy litiumionin tasoa

Kiinalaisen Hina Batteryn kaupallinen natriumioniakku yltää valmistuslaadultaan ja useissa suorituskykymittauksissa jo nykyaikaisten litiumioniakkujen tasolle. RWTH Aachenin yliopiston tutkimuksessa analysoitiin 120 sylinterimäistä 10 ampeeritunnin kennoa.

Joensuulainen SeeTrue ratkoo älylasien suurinta ongelmaa

Joensuulainen SeeTrue Technologies on kerännyt 2,2 miljoonan euron rahoituskierroksen. Kierrosta johtaa optiikka- ja fotoniikkajätti ZEISSin sijoitusyhtiö ZEISS Ventures. Rahoituksella SeeTrue aikoo kaupallistaa vähävirtaista silmänseuranta-arkkitehtuuriaan älylaseihin, terveydenhuollon optisiin järjestelmiin ja teollisiin sovelluksiin.

Uusi muististandardi tuo suuret tekoälymallit puhelimeen

Samsungin ja Kioxian julkistamat ensimmäiset UFS 5.0 -flashmuistit kertovat, että mobiiliteollisuus valmistautuu seuraavaan vaiheeseen laitteessa ajettavassa tekoälyssä. Uusi muististandardi lähes kaksinkertaistaa tiedonsiirtonopeuden aiempaan sukupolveen verrattuna ja poistaa yhden keskeisistä pullonkauloista suurten kielimallien suorittamisessa suoraan päätelaitteessa.

Selainkeksi kelpaa rikolliselle paremmin kuin salasana

Selaimen tallentamasta keksistä on tullut kyberrikollisille arvokkaampi saalis kuin salasanasta. NordVPN:n tutkijoiden analysoimissa tietovarkausaineistoissa evästetietoja esiintyi 4,6 kertaa enemmän kuin salasanoja, tiedostoja ja maksukorttitietoja yhteensä.

PCIe 6.0 tuo SSD-levyt AI-palvelimien seuraavaan vauhtiluokkaan

Kioxia on esitellyt ensimmäiset PCIe 6.0 -väylää hyödyntävät yritysluokan SSD-levynsä. Uutuus ei tähtää tavallisiin palvelimiin vaan tekoälyklustereihin, joissa nopea flash-muisti toimii GPU-muistin jatkeena suurten kielimallien ajossa.

Promptit ovat uusi tietoturvariski

Työntekijöiden tekoälyn käyttö on synnyttänyt yritysverkkoihin uudenlaisen tietoturvahaasteen. Verkossa liikkuu yhä enemmän AI-prompteja, autonomisten agenttien kutsuja ja MCP-yhteyksiä, jotka voivat sisältää lähdekoodia, liiketoimintatietoa tai muuta arkaluonteista aineistoa. Perinteiset palomuurit eivät ole osanneet tunnistaa tällaista liikennettä.

Sulautettu linux kertoo itse, mistä se koostuu

Saksalainen Sysgo on julkaissut ELinOS 8 -käyttöjärjestelmän, joka kertoo automaattisesti, mistä sulautetun laitteen ohjelmisto on rakennettu. Uuden version kärki on jokaisessa käännöksessä syntyvä ohjelmiston tuoteseloste eli SBOM.

Varateho voi pahentaa datakeskuksen lämpöongelmaa

ETN - Technical articleTekoälypalvelinten kasvava tehotiheys tekee datakeskusten varmistamisesta aiempaa monimutkaisempaa. Ylimääräiset teholähteet voivat parantaa käyttövarmuutta, mutta samalla ne lisäävät lämpökuormaa ja häiritsevät ilmavirtoja. Siksi tehonsyöttö, varmennus ja jäähdytys on suunniteltava yhtenä kokonaisuutena.

Reunaäly vaatii uudenlaisen siruarkkitehtuurin

Paikallinen tekoälylaskenta voi tyhjentää pienen laitteen akun jo ennen lounasta. Ambient Scientificin mukaan ongelmaa ei ratkaista vain tehokkaammilla prosessoreilla, vaan siirtämällä laskenta mahdollisimman lähelle muistia.

Tekoälypalvelin saa lisää muistivauhtia

Renesas nostaa DDR5-palvelinmuistin nopeuden 16 000 megasiirtoon sekunnissa. Kolmannen sukupolven MRDIMM-piirisarja kasvattaa muistiväylän kaistanleveyttä 25 prosenttia ilman siirtymistä kokonaan uuteen muistitekniikkaan.

Iceye paljastaa pimeänä matkaavat varjolaivat

Aluksen paikannuslähettimen sammuttaminen ei enää riitä peittämään sen liikkeitä. Iceyen tutkasatelliitit havaitsevat merellä liikkuvat alukset pilvien, sateen ja pimeyden läpi, minkä jälkeen tekoäly tunnistaa kuvasta epäilyttävät kohteet, yhtiö kertoo blogissaan.

Nigel-tekoäly laajenee LabVIEW-testaamiseen

Emerson laajentaa NI Nigel-tekoälyn koko LabVIEW+-ohjelmistoperheeseen. Samalla Nigel siirtyy neuvonantajasta tekijäksi. Tekoäly voi tuottaa LabVIEW-koodia ja rakentaa TestStand-testisarjoja luonnollisella kielellä annettujen ohjeiden perusteella.

Microsoft laittaa tekoälyagentit hyökkäämään

– Tietoturvatiimit eivät tarvitse lisää tietoa, vaan parempia tuloksia, sanoo Microsoftin tietoturvajohtaja Hayete Gallot. Yhtiön uusi Project Perception panee tekoälyagentit etsimään hyökkäysreittejä, arvioimaan riskit ja korjaamaan havaitut heikkoudet ennen kuin oikea hyökkääjä ehtii käyttää niitä hyväkseen.

Maailman suurin siru tulee Suomeen – Cerebras rakentaa tekoälylle pikakaistan

Yhdysvaltalainen Cerebras Systems aikoo tuoda ensimmäisen eurooppalaisen tekoälylaskentakapasiteettinsa käyttöön vuoden 2026 loppuun mennessä. Rakentaminen laajenee Ranskasta Pohjoismaihin, ja uusia datakeskuksia suunnitellaan Suomeen ja Norjaan.

Puhelin kuumenee – joko vakooja kuuntelee?

Puhelin kuumenee taskussa, akku tyhjenee tavallista nopeammin ja mobiilidataa kuluu selittämättömästi. Tarkoittaako tämä, että laitteeseen on asennettu vakoiluohjelma, kysyy Astrill VPN:n markkinointijohtaja Arqam Zafar.

Tekoäly suunnittelee sirun – ja tarkistaa itse, kelpaako se valmistukseen

Siemens EDA vie tekoälyagentit pelkästä suunnittelijan avustamisesta kohti itsenäisesti eteneviä siru- ja piirilevyprojekteja. Fuse EDA AI Agent voi suunnitella ja suorittaa pitkään jatkuvia työnkulkuja sekä tarkistaa ratkaisunsa fysiikkapohjaisilla EDA-moottoreilla ennen tulosten hyväksymistä.

Tekoäly ei mahdu yhteen rautamuottiin

ETN - Technical articleTekoäly siirtyy pilvestä koneisiin, kameroihin, antureihin ja robotteihin. Reunalla yksi laitteistoratkaisu ei kuitenkaan sovi kaikkeen, vaan suorituskyky on sovitettava mallin, datan ja käyttökohteen mukaan.

TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Varateho voi pahentaa datakeskuksen lämpöongelmaa

ETN - Technical articleTekoälypalvelinten kasvava tehotiheys tekee datakeskusten varmistamisesta aiempaa monimutkaisempaa. Ylimääräiset teholähteet voivat parantaa käyttövarmuutta, mutta samalla ne lisäävät lämpökuormaa ja häiritsevät ilmavirtoja. Siksi tehonsyöttö, varmennus ja jäähdytys on suunniteltava yhtenä kokonaisuutena.

Lue lisää...

OPINION

Puhelin kuumenee – joko vakooja kuuntelee?

Puhelin kuumenee taskussa, akku tyhjenee tavallista nopeammin ja mobiilidataa kuluu selittämättömästi. Tarkoittaako tämä, että laitteeseen on asennettu vakoiluohjelma, kysyy Astrill VPN:n markkinointijohtaja Arqam Zafar.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • Bittium uskoo puolustusbuumin jatkuvan pitkään
  • Joko taittuvien puhelimien läpimurto alkaa?
  • Tekoäly tekee nopeuskamerasta monitoimivalvojan
  • Natriumakku lähestyy litiumionin tasoa
  • Joensuulainen SeeTrue ratkoo älylasien suurinta ongelmaa

NEW PRODUCTS

  • Bluetooth haastaa UWB:n etäisyysmittauksessa
  • 6 watin DC/DC-muunnin mahtuu tuuman koteloon
  • Lisäkortilla 10 megabitin 4G-yhteys IoT-laitteisiin
  • Yksi anturi korvaa neljä mikrokytkintä autossa
  • Murata kutisti 100 voltin autokondensaattorin 0805-kokoon
 
 

Section Tapet