كيف ومتى ستنتهي أزمة نقص رقائق الذاكرة

الولايات المتحدة - وكالة أنباء إخباري

كيف ومتى ستنتهي أزمة نقص رقائق الذاكرة؟

يبدو أن كل شيء في عالم التكنولوجيا يدور حاليًا حول الذكاء الاصطناعي، وهذا ينطبق بشكل خاص على سوق ذاكرة الكمبيوتر. الطلب المرتفع والربحية العالية لنوع ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكي (DRAM) المستخدم لتغذية وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) والمسرعات الأخرى في مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي يؤدي إلى تحويل الإمدادات المخصصة للاستخدامات الأخرى، مما يتسبب في ارتفاع الأسعار بشكل كبير. وفقًا لشركة Counterpoint Research، ارتفعت أسعار DRAM بنسبة 80-90% خلال الربع الحالي.

تؤكد أكبر شركات تصنيع أجهزة الذكاء الاصطناعي أنها قد أمّنت احتياجاتها من الرقائق حتى عام 2028، لكن هذا يترك الشركات الأخرى – مصنعي أجهزة الكمبيوتر الشخصية، والأجهزة الاستهلاكية، وكل ما يحتاج إلى تخزين مؤقت لمليارات البتات – في سباق محموم للتعامل مع نقص الإمدادات والأسعار المتضخمة. كيف وصلت صناعة الإلكترونيات إلى هذا المأزق، والأهم من ذلك، كيف ستخرج منه؟

يشير الخبراء الاقتصاديون وخبراء الذاكرة إلى أن الوضع الحالي هو نتيجة لتصادم بين دورة الازدهار والركود التاريخية لصناعة DRAM، وبين بناء بنية تحتية لأجهزة الذكاء الاصطناعي يتسم بنطاق غير مسبوق. وبدون انهيار كبير في قطاع الذكاء الاصطناعي، سيستغرق الأمر سنوات حتى تتمكن القدرات الجديدة والتكنولوجيا الحديثة من مواءمة العرض مع الطلب. بل إن الأسعار قد تظل مرتفعة حتى بعد ذلك.

لفهم جذور هذه الأزمة، يجب تسليط الضوء على العامل الرئيسي وراء تقلبات العرض والطلب: ذاكرة النطاق الترددي العالي (HBM). HBM هي محاولة صناعة DRAM للتغلب على تباطؤ وتيرة قانون مور من خلال استخدام تقنية التغليف ثلاثي الأبعاد للشرائح. تتكون كل شريحة HBM من ما يصل إلى 12 شريحة DRAM رقيقة تسمى "الرقائق" (dies)، وكل رقاقة تحتوي على عدد من التوصيلات العمودية تسمى "عبر السيليكون" (TSVs). تُكدس هذه الرقائق فوق بعضها البعض وتُربط بمصفوفات من كرات اللحام المجهرية المحاذاة مع TSVs. هذا البرج من DRAM – الذي يبلغ سمكه حوالي 750 ميكرومتر، ويشبه بناية مكتبية ضخمة أكثر من كونه برجًا – يُركب فوق ما يسمى بالرقاقة الأساسية، التي تنقل البتات بين رقائق الذاكرة والمعالج.

تُوضع هذه التقنية المعقدة على بعد مليمتر واحد من وحدة معالجة الرسوميات (GPU) أو مسرع الذكاء الاصطناعي الآخر، وترتبط بها بما يصل إلى 2,048 اتصالًا صغير الحجم. تُثبت وحدات HBM على جانبي المعالج، ويتم تغليف وحدة معالجة الرسوميات والذاكرة كوحدة واحدة. الهدف من هذا التقارب الشديد والاتصال الوثيق مع وحدة معالجة الرسوميات هو تجاوز ما يُعرف بـ "جدار الذاكرة"، وهو الحاجز الزمني والطاقي الذي يعيق نقل تيرابايتات البيانات في الثانية المطلوبة لتشغيل نماذج اللغة الكبيرة (LLMs) إلى وحدة معالجة الرسوميات. إن عرض نطاق الذاكرة هو عامل مقيد رئيسي لسرعة تشغيل نماذج LLMs.

على الرغم من أن تقنية HBM موجودة منذ أكثر من 10 سنوات، وقد عمل مصنعو DRAM باستمرار على تعزيز قدراتها، إلا أن أهميتها لوحدات معالجة الرسوميات قد ازدادت مع نمو حجم نماذج الذكاء الاصطناعي. لكن هذا جاء بتكلفة باهظة. تقدر شركة SemiAnalysis أن HBM تكلف عادةً ثلاثة أضعاف تكلفة أنواع الذاكرة الأخرى وتشكل 50% أو أكثر من تكلفة وحدة معالجة الرسوميات المعبأة.

يتفق مراقبو صناعة الذاكرة والتخزين على أن DRAM صناعة دورية للغاية تتسم بفترات ازدهار ضخمة وركود مدمر. مع تكلفة المصانع الجديدة التي تصل إلى 15 مليار دولار أمريكي أو أكثر، تتردد الشركات بشدة في التوسع وقد لا تمتلك السيولة الكافية للقيام بذلك إلا خلال فترات الازدهار، حسبما يوضح توماس كوفلين، خبير التخزين والذاكرة ورئيس شركة Coughlin Associates. لكن بناء مصنع كهذا وتشغيله قد يستغرق 18 شهرًا أو أكثر، مما يضمن عمليًا وصول القدرة الإنتاجية الجديدة بعد فترة طويلة من ذروة الطلب الأولية، مما يؤدي إلى تشبع السوق وخفض الأسعار.

تعود جذور الدورة الحالية، كما يقول كوفلين، إلى ذعر نقص الرقائق الذي أحاط بجائحة كوفيد-19. لتجنب تعثرات سلسلة التوريد ودعم التحول السريع إلى العمل عن بُعد، قامت شركات "هايبرسكيلر" – عمالقة مراكز البيانات مثل أمازون وجوجل ومايكروسوفت – بتكديس مخزونات ضخمة من الذاكرة والتخزين، مما أدى إلى ارتفاع الأسعار. ولكن بعد ذلك، أصبح العرض أكثر انتظامًا وتراجع توسع مراكز البيانات في عام 2022، مما تسبب في انخفاض أسعار الذاكرة والتخزين. استمر هذا الركود في عام 2023، بل وأدى إلى قيام شركات الذاكرة والتخزين الكبرى مثل سامسونج بخفض الإنتاج بنسبة 50% في محاولة لمنع الأسعار من الانخفاض دون تكاليف التصنيع. كانت هذه خطوة نادرة ومحفوفة بالمخاطر، لأن الشركات عادة ما تضطر إلى تشغيل المصانع بكامل طاقتها لاسترداد قيمتها.

بعد بدء التعافي في أواخر عام 2023، أصبح "جميع شركات الذاكرة والتخزين حذرين للغاية بشأن زيادة طاقتهم الإنتاجية مرة أخرى"، كما يقول كوفلين. "وبالتالي، كان هناك القليل جدًا أو لا استثمار في القدرات الإنتاجية الجديدة في عام 2024 وطوال معظم عام 2025".

هذا النقص في الاستثمار الجديد يصطدم بشكل مباشر بزيادة هائلة في الطلب من مراكز البيانات الجديدة. عالميًا، هناك ما يقرب من 2000 مركز بيانات جديد إما قيد التخطيط أو الإنشاء حاليًا، وفقًا لـ Data Center Map. إذا تم بناء جميع هذه المراكز، فسيمثل ذلك قفزة بنسبة 20% في العرض العالمي، الذي يبلغ حاليًا حوالي 9000 مرفق.

إذا استمر البناء الحالي بوتيرته، تتوقع شركة McKinsey أن تنفق الشركات 7 تريليونات دولار بحلول عام 2030، سيذهب الجزء الأكبر منها – 5.2 تريليون دولار – إلى مراكز بيانات تركز على الذكاء الاصطناعي. ومن هذا المبلغ، سيُخصص 3.3 تريليون دولار للخوادم، وتخزين البيانات، ومعدات الشبكات، حسب توقعات الشركة.

يُعد صانع وحدات معالجة الرسوميات Nvidia المستفيد الأكبر حتى الآن من طفرة مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. ارتفعت إيرادات قطاع مراكز البيانات لديها من ما يقرب من مليار دولار في الربع الأخير من عام 2019 إلى 51 مليار دولار في الربع المنتهي في أكتوبر 2025. خلال هذه الفترة، لم تطلب وحدات معالجة الرسوميات الخاصة بالخوادم الخاصة بها المزيد والمزيد من جيجابايتات DRAM فحسب، بل عددًا متزايدًا من شرائح DRAM. تستخدم B300 التي تم إصدارها مؤخرًا ثماني شرائح HBM، كل منها عبارة عن مكدس من 12 رقاقة DRAM. وقد عكست استخدامات المنافسين لـ HBM إلى حد كبير استخدام Nvidia. على سبيل المثال، تستخدم وحدة معالجة الرسوميات MI350 من AMD أيضًا ثماني شرائح مكدسة من 12 رقاقة.

مع هذا الطلب الهائل، تشكل نسبة متزايدة من إيرادات مصنعي DRAM من HBM. أفادت Micron – المنتج الثالث بعد SK Hynix و Samsung – أن HBM وذاكرة السحابة الأخرى شكلت 17% من إيرادات DRAM الخاصة بها في عام 2023، لترتفع إلى ما يقرب من 50% في عام 2025. تتوقع Micron أن ينمو السوق الإجمالي لـ HBM من 35 مليار دولار في عام 2025 إلى 100 مليار دولار بحلول عام 2028 – وهو رقم أكبر من سوق DRAM بأكمله في عام 2024.

Ekhbary News Agency