Imec’in 3D CCD Hibrit Bellek Teknolojisi Yapay Zeka Bellek Duvarını Aşmayı Hedefliyor

Belçikalı Araştırmacılardan Yapay Zekaya Özel Hibrit Bellek: DRAM Hızı ile NAND Yoğunluğu Tek Çatı Altında

Teknoloji Haberleri - Teknoloji Haberleri – Belçika merkezli yarı iletken araştırma kuruluşu Imec, 3D CCD hibrit bellek teknolojisi ile yapay zeka donanımlarında yıllardır çözüm bekleyen en büyük sorunlardan birine el attı. Kurumun 12 Mayıs 2026’da Belçika’nın Leuven kentinde düzenlenen IEEE Uluslararası Bellek Çalıştayı’nda (IMW 2026) duyurduğu yeni mimari, DRAM seviyesinde hız ile NAND flash seviyesinde depolama yoğunluğunu aynı silikonda buluşturmayı hedefliyor.

Eski Kamera Teknolojisi Yeni Bir Görev Üstleniyor

Geliştirilen çözümün kalbinde “3D CCD” adı verilen bir yapı yer alıyor. CCD yani yük bağlaşımlı cihaz fikri aslında onlarca yıldır hayatımızda. Dijital kameralarda, yayın ekipmanlarında ve astronomi sensörlerinde uzun süre kullanılan bu teknoloji, üretim maliyetleri ve enerji tüketimi nedeniyle zaman içinde yerini CMOS sensörlere bırakmıştı. Imec şimdi aynı prensibi bellek alanına taşıyarak, elektrik yüklerini yarı iletken kapılar arasında fiziksel olarak hareket ettirme esasına dayanan bir depolama mekanizması inşa ediyor.

Dikey İstifleme ile Gelen Hız ve Yoğunluk Avantajı

Yeni mimarinin en kritik farkı, bellek hücrelerinin geleneksel DRAM’de olduğu gibi yatay düzlemde değil, tıpkı 3D NAND yongalarında olduğu gibi dikey olarak üst üste yerleştirilmesi. Bu sayede veri aktarım yolları kısalıyor ve birim alandaki yoğunluk katlanarak artıyor. Imec’in laboratuvar ortamında gerçekleştirdiği testlerde, 3D CCD mimarisi 4GHz seviyesini aşan yük aktarım hızlarına ulaştı.

Araştırmacılar mevcut prototipte üç kelime hattından oluşan bir yığın yapı kullandı. Dikey bellek delikleri, 3D NAND üretiminden esinlenen “del ve doldur” yöntemiyle açılıyor ve bu deliklerin çapı 80 ila 120 nanometre arasında değişiyor. Imec Depolama Belleği Program Direktörü Maarten Rosmeulen, bu yapının blok seviyesinde veri erişimi sağladığını ve bayt bazlı çalışan DRAM’e kıyasla modern yapay zeka iş yüklerine çok daha uygun olduğunu vurguluyor.

Silikon Yerine IGZO: Daha Az Sızıntı, Daha Uzun Veri Tutma

Projenin bir diğer dikkat çekici yönü ise malzeme tercihi. Imec mühendisleri geleneksel silikon kanallar yerine IGZO (indiyum galyum çinko oksit) kullanmayı seçti. Bu bileşik, silikona kıyasla belirgin ölçüde daha düşük kaçak akım, daha uzun veri saklama süresi ve düşük sıcaklıkta işlenebilme avantajları sunuyor. Ayrıca atomik katman biriktirme tekniğiyle yüksek en-boy oranına sahip dikey deliklere kusursuz şekilde uygulanabiliyor. Bu da 3D istifleme için kritik bir üretim kolaylığı anlamına geliyor.

CXL Tip-3 Tampon Bellek Olarak Konumlandırılıyor

3D CCD teknolojisi şimdilik DRAM’in doğrudan rakibi olarak değil, onu tamamlayan bir tampon bellek katmanı olarak tasarlanıyor. Imec, bu yeni belleği Compute Express Link (CXL) Tip-3 arabirimi üzerinden çok sayıda işlemciye büyük veri blokları besleyen bir havuz olarak konumlandırmayı planlıyor. Bu yaklaşım özellikle GPU’ların veri beklemekten işlem yapamadığı “bellek duvarı” sorununa karşı etkili bir silah olabilir.

Önümüzde Aşılması Gereken Ciddi Engeller Var

Tüm bu heyecan verici rakamlara rağmen 3D CCD henüz konsept doğrulama aşamasında. Araştırmacıların önünde iki büyük engel duruyor: ısınma problemi ve katman sayısının ölçeklendirilmesi. Üst üste yığılan her yeni katman, ortaya çıkan ısının yönetilmesini zorlaştırıyor. Ayrıca mevcut prototip sadece üç kelime hattıyla çalışıyor; ticari 3D NAND yongalarında bu sayı 200 katmanı aşmış durumda.

Imec’in 2024 yılında 2 boyutlu bir kavram kanıtıyla başlattığı bu yolculuk, 2030 yılına gelindiğinde 2D DRAM’e kıyasla yaklaşık 5 kat daha yüksek bit yoğunluğuna ulaşma potansiyeli taşıyor. Tabii bu hesaplamalar 230 katman ve hücre başına 2 bit varsayımına dayanıyor. Gerçek dünya koşullarında bu seviyelere ulaşmak için daha uzun yıllar sürecek mühendislik çalışmaları gerekecek. Yine de son dönemde HBM ve DRAM fiyatlarında yaşanan hızlı artış göz önüne alındığında, sektörün bu tür alternatiflere olan iştahının giderek kabardığını söylemek mümkün. Teknoloji Haberleri - Teknoloji Medya