隨著邊緣 AI 從實驗階段走向實際落地,存儲帶寬正逐漸成為系統中最關鍵的瓶頸之一。在許多嵌入式 AI 推理應用中,主要的限制因素往往不是處理器本身,而是存儲接口。邊緣處理器需要更高帶寬來應對日益增長的 AI 工作負載,但同時,它們還必須嚴格受制于功耗、電路板空間、散熱設計以及整體系統成本。
一旦接口達到了吞吐量的上限,單純增加算力所帶來的系統級收益會十分有限。想要通過加寬接口來擴展帶寬,會增加引腳數量、布線復雜度和封裝尺寸;而追求提高數據速率,又會導致開關損耗增加和散熱壓力——這類權衡取舍,對設計余量受限的邊緣設備而言極具挑戰。
縮短存儲與處理器之間的距離可以提高傳輸效率,但傳統的堆疊方案往往會帶來新的挑戰,比如散熱變得更困難,布線密度增加,而且在持續的 AI 工作負載下,性能瓶頸可能只是發生了轉移,而并沒有真正消失。
AI 算力需求與存儲能力的差距持續擴大,而這正是 CUBE 架構能夠發揮關鍵作用的市場機遇所在。
CUBE 架構實現更高數據吞吐量
CUBE(定制化超高帶寬元件,Customized Ultra-Bandwidth Elements)是一種前沿的存儲架構,專為新興的邊緣 AI 應用打造,旨在提供緊湊、高效且高帶寬的解決方案。CUBE 為滿足日益增長的數據吞吐需求而設計,無需依賴數據中心普遍使用的大體積、高功耗的存儲方案。
該架構支持 CoW(Chip-on-Wafer)與 WoW(Wafer-on-Wafer)前端集成技術,同時兼容后端 3D 先進封裝技術,包含優化供電性能的電容中介層(Cap-interposer)。華邦正與晶圓廠、OSAT(外包半導體組裝和測試企業)及 ASIC 伙伴緊密合作,共建完善生態,助力新一代邊緣 AI 系統集成。

從技術層面來看,CUBE 將高面積效率的 TSV(硅通孔)設計與μbump(微凸塊)、混合鍵合(Hybrid Bonding)等先進的裸片間(Die-to-Die)互連技術相結合,從而實現了更高的 I/O 密度、更快的數據傳輸速度以及更出色的散熱效率。
單顆裸片(Die)的帶寬可高達 256GB/s,而 4Hi 堆疊的帶寬更擴展至 1TB/s,同時能效控制在 1pJ/bit 以下。這使得 CUBE 非常適合那些在嚴苛的功耗和散熱限制下,仍需維持 AI 高性能表現的邊緣設備。
CUBE 還具備靈活的存儲擴容能力,單顆裸片的容量覆蓋 1GB-2GB。采用 4Hi 堆疊配置時,容量可達 4GB-8GB,便于設計人員根據 AI 模型規模與工作負載需求,靈活匹配存儲資源。結合 TurboQuant 等模型優化技術,CUBE 能夠助力邊緣設備直接實現更高階的本地 AI 運算處理。
布局緊湊是其另一大核心優勢。相較于傳統分立器件設計,CUBE 將計算裸片直接堆疊在存儲上方,從而大幅縮減整體電路板占用面積,非常適用于AR/VR 設備、無人機、機器人、智能攝像頭以及其他物理 AI 系統,滿足這類應用對性能、散熱控制與空間利用率的嚴苛要求。

面向更低功耗應用的CUBE-Lite
除 CUBE 之外,華邦正在研發 CUBE-Lite,致力于將同樣的邊緣 AI 愿景延伸至更低功耗的終端設備。CUBE 專為超高帶寬應用量身打造,CUBE-Lite 則是為 TinyML(微型機器學習)和電池供電型 AI SoC 做了深度優化——這類場景更看重低功耗、簡易集成以及高效端側推理能力,而非極致的吞吐量,這使得 CUBE-Lite 成為可穿戴設備、AI 眼鏡、智能攝像頭以及其它全天候在線智能邊緣設備的理想選擇。
綜上所述,CUBE 和 CUBE-Lite 共同構成了華邦面向邊緣 AI 的廣闊存儲戰略布局: CUBE 專為高帶寬智能系統設計,CUBE-Lite 則面向緊湊、對功耗敏感的終端設備。這兩套產品方案的共同目標都非常明確——讓現實世界的設備,實現實用、高效的本地 AI 處理。

安全閃存:守護系統完整性
系統的運行表現取決于存儲代碼與AI 模型數據的完整性,尤其對于部署在非受控環境、無法杜絕物理侵入的設備而言,這一點尤為關鍵。
華邦的 TrustME? W77Q 安全閃存系列,可在存儲層級提供基于硬件的安全防護,且兼容 W25Q SPI NOR 閃存封裝,這意味著無需改動 PCB 布局或電源設計,即可直接替換使用該產品。

W77Q 安全閃存系列支持安全啟動、可信根驗證、經過身份驗證的 OTA 升級以及防回滾保護,確保僅執行經過驗證的固件和模型數據,且任何更新均不會引入未經授權的更改。W77Q 安全閃存系列支持 LMS-OTS 簽名,因而提供了向后量子計算時代過渡的技術路徑;同時,該產品系列符合 Common Criteria EAL2+、SESIP Level 2 和 ISO 21434 信息安全標準,且正在進行 FIPS 140-3(CAVP)認證,全面遵循當前的安全體系要求。
接口方面,W77Q 與標準 SPI NOR Flash 保持一致,支持從 SPI 到 QPI 的模式,頻率可高達 166MHz。
兼顧性能與完整性
CUBE、CUBE-Lite 和 W77Q 三款產品分別用于解決邊緣 AI 系統中的不同挑戰。若只提升帶寬卻不保護存儲代碼,會導致安全風險;而如何僅保護系統安全,卻不解決數據傳輸瓶頸,則會制約 AI 性能發揮。CUBE 在受制于接口瓶頸時,可提供更高吞吐量;CUBE-Lite 為功耗與集成度受限的設計提供支持;W77Q 安全閃存則確保系統始終以可信狀態啟動與運行。
三者協同,邊緣 AI系統能夠實現真正的擴展,而無需受制于帶寬、低功耗和安全性在內的任一瓶頸。
小結
邊緣 AI 系統的性能,取決于數據如何流動以及系統是否可信。
隨著算力飛速發展,業界的關注點正更多轉向存儲,并將其視為制約邊緣 AI 發展的關鍵短板:帶寬瓶頸制約數據吞吐量,功耗挑戰限制應用場景,安全漏洞則威脅系統的運行根基。僅依托單一維度的存儲性能突破,已不足以應對整體系統挑戰。只有在高帶寬、低功耗與安全性之間實現協同保障,破解 AI 工作負載面臨的存儲瓶頸,才能為邊緣 AI 系統的高效發展提供堅實助力。
從提供高帶寬的定制化 CUBE 架構、面向更低功耗應用的 CUBE-Lite,再到以硬件級防護守護系統的 W77Q 安全閃存,華邦電子以全棧存儲解決方案,構建起邊緣 AI 的底層技術基石,助力高效、可靠的本地 AI 處理成為現實,加速數以萬計的邊緣智能設備落地應用。

