目前AI技術正與終端產品快速融合，推動了以消費電子代表的諸多終端硬件產品的創(chuàng)新。2024年極具代表性的AI Phone、AI PC等創(chuàng)新端側AI產品也的確激發(fā)了新的市場，以更智能的功能刺激了消費需求，給我們日常生活帶來智能化改變的同時，也帶動了上下游產業(yè)鏈加速創(chuàng)新。
蘋果在2024年將Apple Intelligence引入iPhone ，雖然近期交易平臺SellCell的一份報告顯示絕大多數用戶認為Apple Intelligence功能目前并未帶來明顯的價值提升，但這并不影響智能設備的未來方向——減少云端依賴，重點發(fā)展端側AI。
為了提升端側AI競爭力，強大的硬件性能支持是前提，對于芯片側的要求會聚焦在算力、內存、功耗、工藝、面積、散熱等方面，其中存儲芯片是極為關鍵的一環(huán)。
為了進一步提高iPhone的端側AI性能，根據韓媒報道，三星應蘋果公司的要求，開始研究新的低功耗雙倍數據速率LPDDR DRAM封裝方式。
此前蘋果的LPDDR DRAM堆疊在整個SoC上，體積緊湊，便于降低功耗與延遲，是板上空間受限的消費電子設備常用的封裝方式。蘋果希望通過分開封裝DRAM和SoC，增加I/O引腳數量提高數據傳輸速率和并行數據通道，提高內存帶寬以增強 iPhone的端側AI能力。
此前亦有報道稱三星還可能嘗試為iPhone DRAM 應用專為設備端AI設計的LPDDR6-PIM（內存內置處理器）技術。
AI技術應用場景從云端擴展到端側設備，給存儲市場帶來了新市場需求，同時也推動了存儲芯片在端側的持續(xù)創(chuàng)新。
從云到端，AI催生存儲“芯”需求
在云端，AI依賴于大規(guī)模的數據中心和高效龐大的存儲系統(tǒng)來存儲、傳輸并處理數據。數據中心有著大規(guī)模集群式的存儲硬件來應對海量數據，而在端側，AI需要在計算資源、存儲資源受限的設備上實現(xiàn)實時、低功耗的數據處理，這對存儲芯片的容量、速度和能效提出了全新的要求，也推動了存儲技術革新。
根據國際知名調研機構TechInsights發(fā)布的《2025存儲器市場展望》，存儲器市場包括DRAM和NAND，預計在2025年將實現(xiàn)顯著增長，這主要得益于人工智能（AI）及相關技術的加速采用。報告中同樣表示隨著邊緣AI變得更加普及，將推動對適合這些新功能的內存解決方案的需求。
來源：TechInsights
從今年的幾個市場來看，CFM閃存市場數據，2024年手機存儲需求同比去年增長4%，PC市場存儲需求同比增長8%，而且端側AI已經開始推動這些領域的終端設備內存儲芯片的更新?lián)Q代。
AI手機領域，16G的DRAM可以說已經是AI手機最低的基本配置，AI PC領域同樣，更快的數據傳輸速度、更大的存儲容量和帶寬需求也帶動了主流LPDDR5x和LPDDR5T產品的需求。如微軟發(fā)布的AI PC求內存容量最低為16GB，搭載新處理器的AI PC已普遍將內存提升至了32GB，為AI模型的部署升級留下充足空間。
AI智能眼鏡、AI TWS耳機今年也是紛紛上新，AI TWS耳機中功能更多，為了存儲更多固件和代碼程序，就需要外擴串行NOR Flash。當前幾款已發(fā)布的AI耳機中NOR Flash容量較之普通TWS耳機也有了比較大的提升，基本上實現(xiàn)了翻倍來支持內置的AI新功能。
對端側AI設備來說，算力和數據的加持實現(xiàn)了各種智能功能，而這些數據存放在哪里，如何高效讀寫這些數據，需要更強大的存儲芯片為其提供助力。
科技產品的創(chuàng)新往往是牽一發(fā)而動全身，為實現(xiàn)某一功能，需要整個終端配置協(xié)同更新。最終體現(xiàn)在消費者面前的可能僅僅是某一個具體的簡單好用的功能點，而在其背后是軟硬件先進技術數年不斷迭代。端側AI設備功能實現(xiàn)背后存儲器技術革新是貼切的寫照，存儲器更大容量更高讀寫速度更低功耗背后亦是整個半導體產業(yè)鏈制程技術迭代的體現(xiàn)。
存儲芯片與端側AI設備協(xié)同演變
存儲產品在我們日常生活中隨處可見，其主要功能包括數據的存儲、讀取、寫入和擦除，而其分類則根據存儲介質的不同，又有隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、閃存（Flash Memory）等多種類型。目前各類智能終端中應用的存儲芯片主要有如下幾種。
DRAM
動態(tài)隨機存取存儲器，是最常見的系統(tǒng)內存類型，用于存儲臨時數據和正在處理的數據，是最大規(guī)模的單品市場。在AI智能手機、AI PC等智能終端中，DRAM用于提供快速的數據訪問和處理能力，前文已提到AI終端已經開始換上更大容量更高讀寫速度的DRAM，隨著AI應用的發(fā)展，對高性能DRAM的需求仍在不斷增長。
NAND Flash
NAND Flash閃存是一種非易失性存儲器，用于長期數據存儲。在智能終端如AI手機、AI PC、AI Pad中，NAND Flash用作內部存儲，存儲操作系統(tǒng)、應用程序和用戶數據。未來端側設備操作系統(tǒng)肯定會搭載大模型以及其他AI應用程序，端側設備會需要更高的NAND Flash容量用于長期存儲。
NOR Flash
NOR Flash也是一種非易失性存儲器，常用于存儲啟動代碼和固件。它在需要快速啟動和執(zhí)行的設備中尤為重要，上文提到的AI TWS耳機就是典型的應用。市場上各類AI硬件對NOR Flash容量需求增加已經是確定性的趨勢，尤其是中大容量NOR Flash。
UFS
高性能的通用閃存存儲方案，在高端移動設備中應用。UFS4.0版本，其最高讀取速度已經達到了4200MB/s，寫入速度也能達到2800MB/s。端側AI性能的發(fā)揮離不開高效的數據流轉，UFS 4.0存儲技術正好能夠為之提供支持。隨著端側AI軟件層面的持續(xù)優(yōu)化以及UFS 技術向更多端側設備普及，端側AI設備將擁有更強大的學習能力和更快的響應速度。引用鎧俠對UFS前景描述的原話，“現(xiàn)代手機正進入一個由端側AI（On-Device AI）與先進存儲技術協(xié)同發(fā)展的新時代”。
LPDDR
一種低功耗版本的DRAM，即低功耗雙倍數據速率，是為移動設備設計以減少能耗的方案。LPDDR5和LPDDR5x提供了更高的數據傳輸速率和更低的功耗，LPDDR6也敲定在即，將全面適配AI計算需求，用更高頻率更高帶寬支持端側AI設備。
HBM
HBM的火熱程度想必都有所耳聞，它本質上是一種高性能的3D堆疊DRAM，擁有極高的帶寬和存儲密度，適用于需要處理大量數據的AI和高性能計算應用，主要用于服務器和數據中心等高性能計算領域。
為什么在端側設備存儲中仍舊將其列了出來呢？因為端側設備開始搭載HBM已經在內存大廠的推進日程中。此前就有報道SK海力士正在將HBM導入汽車領域，在移動端側設備領域，三星與海力士同樣在做端側HBM產品研發(fā)，初步估計2026年能實現(xiàn)商業(yè)化。
大大小小各類存儲芯片在端側AI設備紛紛落地的推動下，迎來了新的市場需求，同時也在不斷升級以適配端側AI設備對存儲的新要求。目前看來存儲產品在端側AI設備的協(xié)同演進上主要在這幾方面做了提升。
數據處理速度與內存帶寬
端側AI應用對即時數據處理和快速響應的需求是明確的，這依賴于存儲芯片有著極高的數據讀寫速度，這樣才能體驗端側AI實時的特點。同樣，隨著端側大模型引入，對內存帶寬的需求也隨之增長，要求存儲芯片能夠在短時間內完成大量數據的讀寫操作，并支持高并發(fā)的數據訪問請求，解決內存墻問題實現(xiàn)在受限的資源下釋放端側大模型性能。還需要通過優(yōu)化存儲結構和算法，提高存儲空間的利用率和數據的讀寫效率。
能效管理與小型化
在端側AI與存儲芯片的協(xié)同優(yōu)化中，能效管理與芯片小型化是匹配端側智能設備高效運行的關鍵。端側AI設備存儲目標是以最高效的方式將AI模型從存儲加載到內存中。為此，需要在不增加功耗的前提下，獲得盡可能高的吞吐量。如何降低功耗、節(jié)省空間是每家原廠都在琢磨的。如美光科技針對AI PC開發(fā)的LPDDR5X與傳統(tǒng)SODIMM產品相比就將功耗降低了58%，空間節(jié)省了64%。
落地端側，存儲探索更多可能
端側AI設備的快速發(fā)展，倒逼了存儲芯片整體性能的革新，新型存儲技術也在新趨勢下加速發(fā)展。
如MRAM磁阻隨機存取存儲器，它是一種基于隧穿磁阻效應的存儲器，具有讀寫次數無限、寫入速度快、功耗低特點，兼具非易失性和高速讀寫的特性，非常契合需要快速響應和持久保存數據的端側本地存儲。
MRAM與邏輯芯片集成度高的特點也能在設備小型化上提供助力，在端側設備深入應用的未來，MRAM有望能匹配傳統(tǒng)存儲器的應用需求，與其他存儲器結合，為端側AI設備存儲上性能、容量和成本的平衡。
另一個隨著AI應用普及開始被重視的方向，則是存算一體化，根據不同側重還能細分到近存計算、存內處理和存內計算。對數據處理速度和存儲效率的要求不斷提高，傳統(tǒng)與計算分離的存儲解決方案日后或許承載不了端側AI對實時性和能效的需求。
在內存內核中集成NPU等AI引擎來處理一些計算、處理功能，避免了傳統(tǒng)架構中數據在存儲器和處理器之間頻繁傳輸所產生的延遲，可以實現(xiàn)更快的數據訪問速度和更低的能耗，這對于需要本地實時響應的端側應用場景尤為重要。對算力、功耗和實時性有較高要求的眾多移動端側AI設備，如AI手機、AI PC、AI可穿戴設備、AI智能家居日后都可能選擇該技術路線。
寫在最后
端側AI給存儲芯片市場帶來了新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)，端側AI功能不斷擴展和深化，對存儲的性能和功耗要求將越來越高，整個產業(yè)鏈上下游全力推進技術革新保持競爭力；另一方面，隨著新型存儲技術的不斷涌現(xiàn)以及端側AI設備存儲芯片需求打開，市場競爭將更加激烈，這對于國內存儲芯片廠商也是一個崛起機會。
回到文章開頭的故事，雖然目前端側AI設備還并沒有做到真正的智能，但有一句話是這樣說的，“人們總是高估短期，而低估長期科技能力”，未來具有真正意義上設備端AI功能的產品功能會讓人意想不到。而隨著端側AI設備功能的不斷成熟和應用場景的拓展，存儲芯片將迎來新的前景和機遇。
