從HBM到CXL：三星、SK海力士、美光角逐CXL賽道！CXL會是AI資料中心時代下一個風口嗎？

當前全球市場供應短缺的 HBM，即 High Bandwidth Memory，意為高頻寬記憶體。頻寬是指單位時間內能傳輸的數據總量。美光（MU）、SK 海力士和三星是目前全球 HBM 的主流量產供應商，輝達（NVDA）的 H100/B200 晶片都高度依賴於此。

截至目前，已進入量產階段的最新技術標準是 HBM4，即第六代高頻寬記憶體，HBM4 已成為輝達 Vera Rubin 平台及 AMD MI450 的標配。更先進、更高效的 HBM4E 尚未進入量產階段，但已出現在各大廠的路線圖中。

HBM 是一種硬體結構，透過對 DRAM 晶片進行 3D 堆疊，並直接將晶片封裝在處理器旁邊，從而提升頻寬。其技術優勢在於：記憶體和處理器距離近，因此數據傳輸路徑極短；3D 堆疊所採用的核心 TSV（矽通孔）技術，等同於在 DRAM 晶片上打通成千上萬個垂直電訊號通路，讓電訊號能垂直穿透所有層級。

不同於作為硬體結構的 HBM，CXL 是一種互連協定。CXL 用於連接 CPU 和外部設備，旨在解決通訊瓶頸，追求靈活性和擴充性。但相同之處在於，這兩種技術都是為了解決「記憶體牆」問題，即晶片無法足夠快地存取數據，迫使使用者等待更長的響應時間這一問題。

相比 HBM，CXL 的優勢在於大容量記憶體。其數據傳輸速度遜於 HBM，但 CXL 能突破伺服器的插槽限制，提供 TB 等級的記憶體容量，並實現多個處理器間的記憶體共享，即所謂的「記憶體池化」。相比 HBM，CXL 成本更低且更易擴充，是性價比更高的大規模記憶體解決方案。

未來，HBM 和 CXL 將共同服務於 AI 伺服器：提供高頻寬的 HBM 可用於模型核心運算，CXL 則用於提供大容量記憶體，作為記憶體池支撐海量數據存取。

之所以未來的數據中心需要 CXL，也正是因為 CXL 的特性：能實現記憶體的外接拓展，且透過記憶體池化來實現記憶體共用，降低成本，同時解決數據傳輸速度慢的問題。

傳統的伺服器記憶體插槽直接連在 CPU 上，當記憶體告急時，只能再買一台伺服器。而如果應用上 CXL 技術，記憶體就可以像硬碟一樣透過 PCIe 介面外接，突破了主機板插槽的物理限制。理論上來說，只要伺服器的 PCIe 槽位夠多，記憶體容量就能一直增加。

另一方面，傳統數據中心裡，不同的伺服器無法共享記憶體，因為存在物理隔絕。但 CXL 2.0 引入了記憶體池化，所有的記憶體都放在一個池子裡，哪台伺服器需要多一點記憶體，CXL 交換機就能即時進行分配，提高了資源利用率。在當下記憶體價格持續上漲的背景下，此舉無疑大大降低了成本。

數據傳輸速度方面，傳統的數據中心裡，加速器之間的通訊使用的是普通 PCIe 協定，必須先把數據打包成「數據包」，再經過軟體堆疊處理，速度慢且延遲高。但在應用了 CXL 之後，由於基於 CXL 協定的記憶體一致性，加速器之間可直接對池化資源進行硬體級讀寫存取，極大地縮短了數據傳輸路徑。

儘管 CXL 的應用將帶來數據中心技術的極大飛躍，但其大規模商用仍面臨關鍵制約，因為該技術要求數據中心內的 CPU、GPU、記憶體及網路設備全部支援同一標準。CXL 的跨行業生態協同的複雜性，依然是其普及路徑上最難逾越的門檻。

據《韓國經濟》報導，在效能層面，三星 CXL 記憶體系統『Pangea v2』表現出色，數據傳輸能力較傳統 RDMA 方案提升 10.2 倍，瓶頸改善幅度高達 96%，被視為 CXL 領域的重要技術突破。

該系統基於英特爾（INTC）、輝達等企業於 2020 年聯合推出的 CXL 2.0 標準，該標準要求將 22 個 CXL DRAM 模組（即 CMM-D，CXL Memory Module-DRAM，意為基於 CXL 的 DRAM 記憶體模組）整合為單一共享記憶體池，可支援多台伺服器存取最高 5.5TB 的記憶體容量。

三星的『Pangea v2』可以代表目前 CXL 2.0 時代最高水準的系統，但鑒於 CXL 領域技術更新疊代的速度之快，v2 的地位在於為 CXL 2.0 時代的技術水準樹立標竿，而非作為永恆的最強者存在。

CXL 標準目前已疊代至 3.2 版本，三星表示計劃於 2026 年內發布基於最新規範的『Pangea v3』。v3 預計將引入更強大的光通訊支援和更高的單口頻寬，表現將超越 v2。

除了三星之外，其競爭對手 SK 海力士和美光均已推出 CXL 領域的成熟產品。今年 3 月，SK 海力士在 CFMS 2026 全球快閃記憶體峰會上展出了旗下 CMM-DDR5 CXL 記憶體模組，且早在更早之前就推出了為 CXL 運行而開發的軟體 HMSDK。美光在 2023 年也推出了 CZ120 記憶體擴充模組。

目前，已推出成熟產品的科技公司仍是少數。除了以上公司，還有一些科技巨頭推出了支援 CXL 的產品。例如，英特爾的 Xeon 第五代及最新的 Granite Rapids 處理器已全面支援 CXL 2.0，部分功能支援 CXL 3.0。AMD（AMD）的 EPYC Genoa 和 Turin 系列已量產，均支援 CXL 記憶體擴充。

此外，有些科技公司正在研發支援 CXL 的晶片。輝達計劃在今年晚些時候推出的 Vera CPU 中支援 CXL 3.1 標準，此舉被業內視為迄今規模最大的 CXL 實戰檢驗。

據 The Information 報導，Google（GOOG）（GOOGL）已在數據中心開始部署 CXL，並著手安裝控制器以管理 CPU 與大型外部記憶體池之間的數據流量。

過去記憶體產業的核心是 DRAM 顆粒，例如 HBM 就是對 DRAM 晶片進行 3D 堆疊。記憶體三巨頭三星、SK 海力士、美光在該領域的競爭，就是看誰能堆疊更多層數。

CXL 則開闢了一條全新的賽道，其競爭核心是軟硬協同：要看哪一家的 CXL 和英特爾、AMD、輝達的處理器配合得更好，CXL 控制器延遲更低，管理軟體更好用。這不僅要求記憶體企業要有前沿的晶片技術，還必須具備更強的邏輯晶片設計能力。CXL 的出現使得記憶體產業迎來重新洗牌的機會，也帶來新的利潤增長點。

具體來看，CXL 打破了記憶體（如 DRAM）和硬碟（如 SSD）之間的鴻溝，本質上是讓記憶體更大、硬碟更快。對記憶體三大巨頭來說，原本只有 HBM 享有 AI 數據中心需求帶來的高溢價，未來搭載 SSD 的 CXL 贏得主流市場後，其 SSD 產品也能享有同樣的高溢價。

此外，記憶體產業將因為 CXL 的主流化而形成分級：追求極致頻寬的 HBM 因技術前沿及生產良率低，依然處於金字塔尖；傳統的 DDR5 兼顧延遲與容量，依然有固定的市場；而 CXL 擴展記憶體將專攻 TB 級超大容量。這種分化可以使得記憶體廠商形成分工，研發特定產品，提高整個產業鏈的協同度。

以往的記憶體研發模式是處理器支援什麼規格，記憶體就生產什麼規格，記憶體產業在晶片領域話語權相對較低。但隨著 CXL 走向主流市場，未來數據中心可能不再以 CPU 數量為核心，而變成以記憶體池為中心的架構，這將大幅提升記憶體企業的估值，記憶體產業的估值邏輯將從週期股轉向成長股。

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