Samsung yrittää ratkaista tekoälylaitteistojen muistipulmaa muuttamalla lähtökohtaa: muisti ei olisi enää vain joukko siruja kaksiulotteisella piirilevyllä, vaan kolmiulotteinen kokonaisuus, jossa muisti ja logiikka sijoitetaan mahdollisimman lähelle toisiaan.

Yhtiö esitteli CUBE-strategiansa 1. syyskuuta 2026 Memory Executive Summit -tapahtumassa SEMICON Taiwanin yhteydessä. CUBE tulee sanoista Capacity, Utilization, Bandwidth ja Efficiency eli kapasiteetti, hyödyntäminen, kaistanleveys ja tehokkuus. 24

Kyse ei vielä ole valmiista tuotevalikoimasta tai lopullisista toimitusmäärityksistä. Samsung yhdistää suunnitelmassa lähiajan HBM5-muistin ja pidemmälle tulevaisuuteen katsovat arkkitehtuurit, kuten zHBM:n.

Mitä CUBE:n neljä painopistettä tarkoittavat?

Kapasiteetti: lisää muistia korkeussuunnassa

Samsungin tavoitteena on kasvattaa muistimäärää pystysuunnassa ilman, että piirilevyn vaatima pinta-ala kasvaa. Tämä on tärkeää tekoälyjärjestelmissä, joissa kiihdyttimet tarvitsevat käyttöönsä yhä suurempia muistialtaita, vaikka piirilevyn tila, paketin koko ja tehonsyöttö asettavat rajoja. 249

Hyödyntäminen: jokaisesta kerroksesta enemmän hyötyä

CUBE ei tarkoita vain muistikerrosten lisäämistä. Samsung haluaa optimoida logiikan ja muistin sijainnin sekä niiden väliset yhteydet, jotta data ei joudu kulkemaan tarpeettomia reittejä tai odottamaan tehottomissa siirtopoluissa. 449

Kaistanleveys: lyhyemmät pystysuuntaiset yhteydet

Kun prosessointilogiikka ja muisti tuodaan lähemmäs toisiaan, datan siirtomatka lyhenee. zHBM-konseptissa tämä tarkoittaa tiheitä pystysuuntaisia yhteyksiä sen sijaan, että HBM-muisti sijoitettaisiin nykyiseen tapaan tekoälykiihdyttimen viereen. 812

Tehokkuus: datan liikuttamiseen kuluu vähemmän energiaa

Tavoitteena on pienentää sekä tehonkulutusta että lämpökuormaa. Datan siirtäminen kuluttaa energiaa, ja tiiviit tekoälypaketit tuottavat paljon lämpöä. Siksi Samsung käsittelee kaistanleveyttä, virrankulutusta ja lämpövastusta yhtenä suunnitteluongelmana. 551

HBM5:n tavoitteet ovat kunnianhimoisia – mutta määritelmät puuttuvat

Samsung kehittää HBM5:tä HBM4E:n seuraajaksi. Yhtiön ilmoittamat tavoitteet ovat:

• kaksinkertainen suorituskyky HBM4E:hen verrattuna
• 20 prosenttia parempi suorituskyky wattia kohden
• 20 prosenttia pienempi lämpövastus 126

Raporttien mukaan suunnitelmaan kuuluu myös 1c-luokan DRAM-prosessi, Samsungin oma 2 nanometrin peruspiiri sekä Heat Path Block -rakenne, jonka tarkoituksena on helpottaa lämmön poistumista muistipinosta. 37

Lukuja on kuitenkin syytä pitää kehitystavoitteina, ei riippumattomasti osoitettuina tuotetuloksina. Samsung ei ole kertonut HBM5:n absoluuttista kaistanleveyttä, lopullista kapasiteettia, varmistettua pinokorkeutta tai sitä, mitä "kaksinkertainen suorituskyky" täsmällisesti mittaa. Kyse voi olla esimerkiksi liitäntänopeudesta, yhden pinon läpimenosta tai laajemmasta järjestelmätason suorituskyvystä. Saatavilla olevat tiedot eivät ratkaise asiaa. 7

Siksi väitettä ei voi muuntaa luotettavasti teratavuiksi sekunnissa. Vertailu HBM4E:n esittelykappaleisiin edellyttäisi samaa suorituskykymääritelmää, samaa pinokokoonpanoa ja vastaavia testiolosuhteita.

zHBM sijoittaisi muistin suoraan kiihdyttimen päälle

CUBE-suunnitelman mullistavin osa on zHBM. Perinteisessä HBM-rakenteessa muisti sijaitsee tekoälykiihdyttimen vieressä ja on yhteydessä siihen kehittyneen paketin tai välisirun kautta. zHBM:ssä muisti sijoitettaisiin suoraan CPU:n, GPU:n tai muun kiihdyttimen päälle, jolloin syntyisi pystysuora muisti–logiikka-rakenne. 81217

Samsungin ehdottama toteutus perustuu piirikiekkojen tason integrointiin ja hybridikupariliitoksiin. Suorat kupari–kupari-yhteydet voivat tarjota tavanomaista rakennetta lyhyemmät ja tiheämmät signaalireitit. Tavoitteena on kasvattaa kaistanleveyttä ja vähentää datansiirtoon kuluvaa energiaa. 17

Samsung on ilmoittanut zHBM:lle jopa kahdeksankertaisen suorituskykytavoitteen vertailuratkaisuun nähden sekä jopa kolminkertaisen suorituskyvyn wattia kohden. Samalla lämpövastusta pyritään pienentämään huomattavasti. 1618

Miksi zHBM:stä puhutaan sekä 4- että 8-kertaisena?

zHBM:ää koskevissa raporteissa käytetyt kertoimet eivät ole aina keskenään vertailukelpoisia. Samsungin selkein julkinen muotoilu viittaa seuraavan sukupolven liitäntäjärjestelmään, jossa zHBM mahdollistaisi noin kahdeksankertaisen suorituskyvyn HBM5:een verrattuna. 1822 Osa raporteista puolestaan vertaa konseptia HBM4E:hen tai käyttää 4–8-kertaista vaihteluväliä. 11352

Ero voi johtua eri vertailusukupolvista, erilaisista suorituskyvyn määritelmistä tai siitä, puhutaanko liitännän suorituskyvystä vai kokonaisesta muistipinosta. Samsung ei ole julkaissut riittävästi absoluuttisia mittareita vertailujen yhdenmukaistamiseksi.

Turvallisin johtopäätös on, että zHBM on ehdotus huomattavasti tiheämmästä ja lyhyemmästä muistiliitännästä – ei vahvistettu nelin- tai kahdeksankertainen parannus markkinoilla olevassa tekoälyjärjestelmässä.

zHBM:n kaupallistamisesta ei ole varmaa aikataulua

Samsung on esitellyt zHBM:n konseptiarkkitehtuurina, eikä toimitetuissa lähteissä ole yhtiön vahvistamaa tuotantoaikataulua. Väitteet tiettynä vuonna alkavasta kaupallistamisesta ovat siksi alan arvioita, eivät Samsungin sitovaa ohjeistusta. 1323

Tällä erolla on merkitystä, sillä pystysuora rakenne tuo suorituskykylukujen taakse merkittäviä valmistus- ja pakkaushaasteita.

zNAND-O ratkaisee eri ongelmaa

zNAND-O ei ole palvelimien HBM-ratkaisu, vaan erillinen NAND-pohjainen konsepti laitteessa tapahtuvaan tekoälyyn ja muihin käyttökohteisiin, joissa tarvitaan suurta tallennustiheyttä ja tavallista NAND-muistia nopeampaa käyttöä. Raportoiduissa tavoitteissa yhdistyvät DRAM-muistia huomattavasti suurempi bittitiheys sekä tavallista NAND-muistia parempi lukukaistanleveys ja energiatehokkuus. 4613

Joissakin raporteissa asiakasnäytteiden aloitusajankohdaksi mainitaan vuosi 2028, mutta lähteet eivät ole aikataulusta täysin yhdenmukaisia. Lukua on siksi pidettävä raportoituna suunnitelmana, ei varmistettuna julkaisupäivänä. 131416

DRAM-johtoasema ei ratkaise HBM-kilpailua

Samsung lähti julkistukseen vahvasta asemasta koko DRAM-markkinalla. Counterpoint Researchin mukaan Samsungin osuus maailman DRAM-myynnin liikevaihdosta oli vuoden 2026 toisella neljänneksellä 39 prosenttia. SK hynixin osuus oli 26 prosenttia ja Micronin 25 prosenttia. 33

Luku ei kuitenkaan tarkoita, että Samsung johtaisi automaattisesti jokaista HBM-sukupolvea tai kolmiulotteisen muistipakkauksen aluetta. Kokonais-DRAM-markkina sisältää myös muita käyttökohteita kuin kehittyneet tekoälykiihdyttimet.

Kilpailun todellinen kysymys onkin, kuka pystyy muuttamaan lupaavan arkkitehtuurin luotettaviksi, suurina volyymeina valmistettaviksi paketeiksi, jotka asiakkaat voivat yhdistää tekoälyjärjestelmiinsä.

Nämä tekniset kysymykset ratkaisevat CUBE:n onnistumisen

Lämmönhallinta

Muistin sijoittaminen suoraan tehokkaan kiihdyttimen päälle lyhentää sähköistä yhteyttä, mutta voi samalla tehdä lämpötilan hallinnasta vaikeampaa. Ratkaisevia mittareita ovat jatkuva käyttölämpötila, lämpötilaerot, kuumien pisteiden hallinta, jäähdytyksen yhteensopivuus ja luotettavuus todellisissa tekoälykuormissa – eivät pelkät nimelliset lämpövastusluvut.

Hybridiliitosten tuotantosaanto

zHBM edellyttää erittäin tarkkaa piirikiekkojen kohdistusta sekä puhtaita ja tasaisia liitospintoja. Virheiden merkitys kasvaa, kun liitettävä pinta-ala ja yhteyksien määrä lisääntyvät. Valmistajien on hallittava toimivien muistisirujen seulonta, prosessivalvonta ja viallisten tai osittain viallisten kokoonpanojen käsittely.

Testaus ja pitkäaikainen luotettavuus

Pystysuora paketti on testattava myös liittämisen jälkeen. Samalla on löydettävä piilevät yhteysviat ja hallittava vääntyminen, mekaaninen rasitus, sähkömigraatio sekä toistuvien lämpösyklien vaikutukset. Kaikki tämä vaikuttaa sekä tuotantosaantoon että kustannuksiin.

Pinokorkeus ja paketin integrointi

Lisäkerrokset voivat kasvattaa kapasiteettia, mutta samalla jäähdytys, tehonsyöttö ja mekaaninen kestävyys vaikeutuvat. Optimaalinen ratkaisu riippuu kiihdyttimen tehosta, asiakkaan paketista ja jäähdytysjärjestelmästä, tarvittavasta kapasiteetista sekä koko valmistusekosysteemistä.

Lopputulos

CUBE on Samsungin yritys kilpailla tekoälymuistissa pystysuuntaisella integroinnilla pelkän nopeamman DRAM-muistin sijaan. HBM5 on lähempänä tuotetta, ja sen tavoitteina ovat kaksinkertainen suorituskyky HBM4E:hen verrattuna, 20 prosenttia parempi suorituskyky wattia kohden ja 20 prosenttia pienempi lämpövastus.

zHBM on pidemmän aikavälin arkkitehtuuriveto: muisti tuotaisiin suoraan kiihdyttimen päälle ja datan siirtomatkaa lyhennettäisiin hybridikupariliitoksilla.

Suunnitelma on teknisesti merkittävä, mutta suurimmat kertoimet ovat edelleen puutteellisesti määriteltyjä tavoitteita. Samsungin asema ei lopulta ratkea siihen, lukeeko esityskalvolla 2× vai 8×, vaan siihen, pystyykö yhtiö hallitsemaan lämmön, tuotantosaannon, testauksen, luotettavuuden ja asiakaskohtaisen paketti-integraation.

Samsung yrittää ratkaista tekoälylaitteistojen muistipulmaa muuttamalla lähtökohtaa: muisti ei olisi enää vain joukko siruja kaksiulotteisella piirilevyllä, vaan kolmiulotteinen kokonaisuus, jossa muisti ja logiikka sijoitetaan mahdollisimman lähelle toisiaan.

Yhtiö esitteli CUBE-strategiansa 1. syyskuuta 2026 Memory Executive Summit -tapahtumassa SEMICON Taiwanin yhteydessä. CUBE tulee sanoista Capacity, Utilization, Bandwidth ja Efficiency eli kapasiteetti, hyödyntäminen, kaistanleveys ja tehokkuus. 24

Kyse ei vielä ole valmiista tuotevalikoimasta tai lopullisista toimitusmäärityksistä. Samsung yhdistää suunnitelmassa lähiajan HBM5-muistin ja pidemmälle tulevaisuuteen katsovat arkkitehtuurit, kuten zHBM:n.

Mitä CUBE:n neljä painopistettä tarkoittavat?

Kapasiteetti: lisää muistia korkeussuunnassa

Samsungin tavoitteena on kasvattaa muistimäärää pystysuunnassa ilman, että piirilevyn vaatima pinta-ala kasvaa. Tämä on tärkeää tekoälyjärjestelmissä, joissa kiihdyttimet tarvitsevat käyttöönsä yhä suurempia muistialtaita, vaikka piirilevyn tila, paketin koko ja tehonsyöttö asettavat rajoja. 249

Hyödyntäminen: jokaisesta kerroksesta enemmän hyötyä

CUBE ei tarkoita vain muistikerrosten lisäämistä. Samsung haluaa optimoida logiikan ja muistin sijainnin sekä niiden väliset yhteydet, jotta data ei joudu kulkemaan tarpeettomia reittejä tai odottamaan tehottomissa siirtopoluissa. 449

Kaistanleveys: lyhyemmät pystysuuntaiset yhteydet

Kun prosessointilogiikka ja muisti tuodaan lähemmäs toisiaan, datan siirtomatka lyhenee. zHBM-konseptissa tämä tarkoittaa tiheitä pystysuuntaisia yhteyksiä sen sijaan, että HBM-muisti sijoitettaisiin nykyiseen tapaan tekoälykiihdyttimen viereen. 812

Tehokkuus: datan liikuttamiseen kuluu vähemmän energiaa

Tavoitteena on pienentää sekä tehonkulutusta että lämpökuormaa. Datan siirtäminen kuluttaa energiaa, ja tiiviit tekoälypaketit tuottavat paljon lämpöä. Siksi Samsung käsittelee kaistanleveyttä, virrankulutusta ja lämpövastusta yhtenä suunnitteluongelmana. 551

HBM5:n tavoitteet ovat kunnianhimoisia – mutta määritelmät puuttuvat

Samsung kehittää HBM5:tä HBM4E:n seuraajaksi. Yhtiön ilmoittamat tavoitteet ovat:

• kaksinkertainen suorituskyky HBM4E:hen verrattuna
• 20 prosenttia parempi suorituskyky wattia kohden
• 20 prosenttia pienempi lämpövastus 126

Raporttien mukaan suunnitelmaan kuuluu myös 1c-luokan DRAM-prosessi, Samsungin oma 2 nanometrin peruspiiri sekä Heat Path Block -rakenne, jonka tarkoituksena on helpottaa lämmön poistumista muistipinosta. 37

Lukuja on kuitenkin syytä pitää kehitystavoitteina, ei riippumattomasti osoitettuina tuotetuloksina. Samsung ei ole kertonut HBM5:n absoluuttista kaistanleveyttä, lopullista kapasiteettia, varmistettua pinokorkeutta tai sitä, mitä "kaksinkertainen suorituskyky" täsmällisesti mittaa. Kyse voi olla esimerkiksi liitäntänopeudesta, yhden pinon läpimenosta tai laajemmasta järjestelmätason suorituskyvystä. Saatavilla olevat tiedot eivät ratkaise asiaa. 7

Siksi väitettä ei voi muuntaa luotettavasti teratavuiksi sekunnissa. Vertailu HBM4E:n esittelykappaleisiin edellyttäisi samaa suorituskykymääritelmää, samaa pinokokoonpanoa ja vastaavia testiolosuhteita.

zHBM sijoittaisi muistin suoraan kiihdyttimen päälle

CUBE-suunnitelman mullistavin osa on zHBM. Perinteisessä HBM-rakenteessa muisti sijaitsee tekoälykiihdyttimen vieressä ja on yhteydessä siihen kehittyneen paketin tai välisirun kautta. zHBM:ssä muisti sijoitettaisiin suoraan CPU:n, GPU:n tai muun kiihdyttimen päälle, jolloin syntyisi pystysuora muisti–logiikka-rakenne. 81217

Samsungin ehdottama toteutus perustuu piirikiekkojen tason integrointiin ja hybridikupariliitoksiin. Suorat kupari–kupari-yhteydet voivat tarjota tavanomaista rakennetta lyhyemmät ja tiheämmät signaalireitit. Tavoitteena on kasvattaa kaistanleveyttä ja vähentää datansiirtoon kuluvaa energiaa. 17

Samsung on ilmoittanut zHBM:lle jopa kahdeksankertaisen suorituskykytavoitteen vertailuratkaisuun nähden sekä jopa kolminkertaisen suorituskyvyn wattia kohden. Samalla lämpövastusta pyritään pienentämään huomattavasti. 1618

Miksi zHBM:stä puhutaan sekä 4- että 8-kertaisena?

zHBM:ää koskevissa raporteissa käytetyt kertoimet eivät ole aina keskenään vertailukelpoisia. Samsungin selkein julkinen muotoilu viittaa seuraavan sukupolven liitäntäjärjestelmään, jossa zHBM mahdollistaisi noin kahdeksankertaisen suorituskyvyn HBM5:een verrattuna. 1822 Osa raporteista puolestaan vertaa konseptia HBM4E:hen tai käyttää 4–8-kertaista vaihteluväliä. 11352

Ero voi johtua eri vertailusukupolvista, erilaisista suorituskyvyn määritelmistä tai siitä, puhutaanko liitännän suorituskyvystä vai kokonaisesta muistipinosta. Samsung ei ole julkaissut riittävästi absoluuttisia mittareita vertailujen yhdenmukaistamiseksi.

Turvallisin johtopäätös on, että zHBM on ehdotus huomattavasti tiheämmästä ja lyhyemmästä muistiliitännästä – ei vahvistettu nelin- tai kahdeksankertainen parannus markkinoilla olevassa tekoälyjärjestelmässä.

zHBM:n kaupallistamisesta ei ole varmaa aikataulua

Samsung on esitellyt zHBM:n konseptiarkkitehtuurina, eikä toimitetuissa lähteissä ole yhtiön vahvistamaa tuotantoaikataulua. Väitteet tiettynä vuonna alkavasta kaupallistamisesta ovat siksi alan arvioita, eivät Samsungin sitovaa ohjeistusta. 1323

Tällä erolla on merkitystä, sillä pystysuora rakenne tuo suorituskykylukujen taakse merkittäviä valmistus- ja pakkaushaasteita.

zNAND-O ratkaisee eri ongelmaa

zNAND-O ei ole palvelimien HBM-ratkaisu, vaan erillinen NAND-pohjainen konsepti laitteessa tapahtuvaan tekoälyyn ja muihin käyttökohteisiin, joissa tarvitaan suurta tallennustiheyttä ja tavallista NAND-muistia nopeampaa käyttöä. Raportoiduissa tavoitteissa yhdistyvät DRAM-muistia huomattavasti suurempi bittitiheys sekä tavallista NAND-muistia parempi lukukaistanleveys ja energiatehokkuus. 4613

Joissakin raporteissa asiakasnäytteiden aloitusajankohdaksi mainitaan vuosi 2028, mutta lähteet eivät ole aikataulusta täysin yhdenmukaisia. Lukua on siksi pidettävä raportoituna suunnitelmana, ei varmistettuna julkaisupäivänä. 131416

DRAM-johtoasema ei ratkaise HBM-kilpailua

Samsung lähti julkistukseen vahvasta asemasta koko DRAM-markkinalla. Counterpoint Researchin mukaan Samsungin osuus maailman DRAM-myynnin liikevaihdosta oli vuoden 2026 toisella neljänneksellä 39 prosenttia. SK hynixin osuus oli 26 prosenttia ja Micronin 25 prosenttia. 33

Luku ei kuitenkaan tarkoita, että Samsung johtaisi automaattisesti jokaista HBM-sukupolvea tai kolmiulotteisen muistipakkauksen aluetta. Kokonais-DRAM-markkina sisältää myös muita käyttökohteita kuin kehittyneet tekoälykiihdyttimet.

Kilpailun todellinen kysymys onkin, kuka pystyy muuttamaan lupaavan arkkitehtuurin luotettaviksi, suurina volyymeina valmistettaviksi paketeiksi, jotka asiakkaat voivat yhdistää tekoälyjärjestelmiinsä.

Nämä tekniset kysymykset ratkaisevat CUBE:n onnistumisen

Lämmönhallinta

Muistin sijoittaminen suoraan tehokkaan kiihdyttimen päälle lyhentää sähköistä yhteyttä, mutta voi samalla tehdä lämpötilan hallinnasta vaikeampaa. Ratkaisevia mittareita ovat jatkuva käyttölämpötila, lämpötilaerot, kuumien pisteiden hallinta, jäähdytyksen yhteensopivuus ja luotettavuus todellisissa tekoälykuormissa – eivät pelkät nimelliset lämpövastusluvut.

Hybridiliitosten tuotantosaanto

zHBM edellyttää erittäin tarkkaa piirikiekkojen kohdistusta sekä puhtaita ja tasaisia liitospintoja. Virheiden merkitys kasvaa, kun liitettävä pinta-ala ja yhteyksien määrä lisääntyvät. Valmistajien on hallittava toimivien muistisirujen seulonta, prosessivalvonta ja viallisten tai osittain viallisten kokoonpanojen käsittely.

Testaus ja pitkäaikainen luotettavuus

Pystysuora paketti on testattava myös liittämisen jälkeen. Samalla on löydettävä piilevät yhteysviat ja hallittava vääntyminen, mekaaninen rasitus, sähkömigraatio sekä toistuvien lämpösyklien vaikutukset. Kaikki tämä vaikuttaa sekä tuotantosaantoon että kustannuksiin.

Pinokorkeus ja paketin integrointi

Lisäkerrokset voivat kasvattaa kapasiteettia, mutta samalla jäähdytys, tehonsyöttö ja mekaaninen kestävyys vaikeutuvat. Optimaalinen ratkaisu riippuu kiihdyttimen tehosta, asiakkaan paketista ja jäähdytysjärjestelmästä, tarvittavasta kapasiteetista sekä koko valmistusekosysteemistä.

Lopputulos

CUBE on Samsungin yritys kilpailla tekoälymuistissa pystysuuntaisella integroinnilla pelkän nopeamman DRAM-muistin sijaan. HBM5 on lähempänä tuotetta, ja sen tavoitteina ovat kaksinkertainen suorituskyky HBM4E:hen verrattuna, 20 prosenttia parempi suorituskyky wattia kohden ja 20 prosenttia pienempi lämpövastus.

zHBM on pidemmän aikavälin arkkitehtuuriveto: muisti tuotaisiin suoraan kiihdyttimen päälle ja datan siirtomatkaa lyhennettäisiin hybridikupariliitoksilla.

Suunnitelma on teknisesti merkittävä, mutta suurimmat kertoimet ovat edelleen puutteellisesti määriteltyjä tavoitteita. Samsungin asema ei lopulta ratkea siihen, lukeeko esityskalvolla 2× vai 8×, vaan siihen, pystyykö yhtiö hallitsemaan lämmön, tuotantosaannon, testauksen, luotettavuuden ja asiakaskohtaisen paketti-integraation.