Hot Chips 2026:高带宽闪存(HBF)的应用
机器学习工作负载对 DRAM 容量的胃口永远填不满。闪存每 GB 比 DRAM 便宜——它会是出路吗?
HBF(高带宽闪存)用的就是今天 SSD 里的闪存技术,但实现方式更像 HBM(高带宽内存):HBF 立方体与计算芯片同封装,甚至就贴在 HBM 旁边。HBF 的理念是提供远高于 HBM 的容量,同时保持还行的带宽。在 Hot Chips 2026 教程日,Anurag Agarwal 与 Radhakrishna Giduthuri 的演讲探讨了 HBF 在机器学习负载上的应用。目前尚无 HBF 产品,演讲聚焦仿真、推演,以及软件如何适配以利用 HBF。
虽然 HBF 采用类 HBM 形态,底层完全不同。它不像 Intel Optane 那样能充当另一层内存池——HBF 更像集成进处理器的 SSD:软件用 DMA 在 HBF 与 DRAM 间搬运数据;HBF 访问必须以大块、对齐的方式进行(像块设备而非系统内存);主机软件还要承担 SSD 控制器的职责(写均衡、数据保持)。所以 HBF 不是即插即用方案。
用好 HBF 需要制定专门策略并实现进运行时。Giduthuri 以 vLLM 为例:vLLM 通常把模型权重放在显存里,已在探索降低 VRAM 占用——比如权重放主机的 pinned 内存(前提是主机内存充裕)。这对 HBF 行不通(它不支持细粒度随机访问),但别的路子有戏:
- MoE 专家权重存 HBF:软件按需把激活的专家 DMA 进 HBM。
- KV 缓存放 HBF:适合稀疏注意力——每步只读 KV 顶部子集,让大部分缓存「冷」在闪存里,吃 HBF 的容量红利而少受带宽限制。注意 top-k 读取是分散的,HBF 偏好顺序读——软件可以按需把 top-k 行 DMA 进 DRAM 绕开。
- 用 HBF 容量减少跨卡通信:大模型常按 GPU 分片,性能受制于跨设备的 scatter/gather——它可能比算力或显存带宽更是瓶颈。HBF 通过在多卡间复制更多权重来缓解:从闪存 DMA 数据不便宜,但比跨设备便宜。
Agarwal 还讲清了成本账:负载没打到带宽上限时 HBF 才划算——适用于小模型和/或小 batch。一旦负载变成带宽瓶颈,HBF 的成本等式就难看了,因为总成本同时由单位容量成本与单位带宽成本构成:HBF 前者极优,后者较差。