GPU使用率10％の衝撃、「AI＝メモリ」とHBMの父が主張

KAISTの金正浩（キム・ジョンホ）教授は、HBM（高帯域幅メモリ）の発明者として知られるエンジニアであり、AI時代の決定的なボトルネックはGPU演算ではなくメモリ帯域幅に移ったと主張する。GPUの使用率は10％で推移しており、プロセッサはその大半の時間をデータ待ちに費やしているという。

「AI＝メモリである」と、KAISTの電気工学科教授で初代HBM仕様の設計者である金教授はビデオインタビューで述べた。「AIコンピュータの進化はメモリにかかっている」。

金教授の主張はメモリサプライチェーン全体で裏付けを見いだしている。マイクロン・テクノロジーは2024年度第3四半期の非GAAPベース売上総利益率が84.9％に達し、サンジェイ・メロトラCEOは、DRAM出荷量の約20％とNAND出荷量の約3分の1をカバーする16件の戦略的顧客契約を開示。これらの契約には約1000億ドルの残存履行義務が残っている。金教授がDRAMとNANDの両方を製造できる独自の立場にあると指摘したサムスン電子とSKハイニックスは、韓国の湖南地域に4つの新メガファブを建設し、2030年代半ばまでの完成を目指して合計800兆ウォン（約5180億ドル）の投資を発表した。

この構造転換は、AIハードウェアにおけるエヌビディアの支配力を脅かすものだ。金教授は、エヌビディアのGPU技術の成長は「ほぼ停止している」と述べる。これは、放熱の制約によりチップを垂直に積層できない一方で、メモリは積層可能だからだ。金教授の仮説が正しければ、GPUメーカーに集中している約3兆ドルの時価総額が、AIのワークロードがトレーニングから推論へと移行するにつれて、メモリメーカーへと移り始める可能性がある。

HBM4が示すサプライヤー主導への転換

HBM4以降、メモリはもはや標準化されたコモディティではない。金教授によれば、エヌビディア、グーグル、AMDといった主要なAI顧客各社は、自社のアクセラレータ・アーキテクチャに合わせたカスタムHBM設計を必要としている。この変化は従来の買い手と売り手の関係を逆転させた。メモリメーカーは現在、開発を開始する前に長期契約と数量コミットメントを要求し、価格を受け入れるのではなく事実上価格を決定している。

「AI企業は高性能HBMを切実に必要としており、列をなしている」と金教授は語る。「サプライヤーが価格を決め始めた。これにより、モデル全体が変わる。」

数字がそれを裏付けている。マイクロンのメロトラCEOは投資家に対し、これらの契約の下限における売上総利益率は「過去のサイクルで経験したピークをはるかに上回る」と述べた。マイクロンの株価は年初来で296.9％上昇し、サムスンとSKハイニックスの時価総額も、投資家が持続的な価格決定力を織り込み始めたことで膨らんでいる。

HBFとHBS：メモリアーキテクチャの次の10年

金教授は、今後10年間にAIハードウェアを再編すると予想する2つの追加メモリアーキテクチャを概説した。1つ目はHBF（高帯域幅フラッシュ）で、NANDフラッシュをHBMと同様に垂直に積層する。これにより、低速ながら約10倍の容量を実現し、推論ワークロードが蓄積する「コールドデータ」の保存に適している。HBFを開発している企業には、SKハイニックス、サムスン、サンディスク、そして日本のキオクサが含まれる。キオクサは最近、トヨタを時価総額で上回り、日本で最大の企業となった。

2つ目はHBS（高帯域幅SRAM）で、より抜本的な変革を意味する。金教授は、12インチウェハ全体をSRAMとして製造することを提案している。SRAMはDRAMの約1000倍高速であり、これを12〜16層に垂直に積層することで1.6テラバイトの容量を実現する。その上にGPUを配置し、スタックの最上層に冷却機能を統合する。

「電力供給が最も困難な技術となるだろう」と金教授は述べる。「この3次元構造を通じて数千アンペアを供給すること——それが、企業間の真の核となる競争力になる。」

演算からメモリへの投資シフト

金教授の長期的な予測は明白だ。「現在はHBMの時代だが、10年後にはNANDフラッシュとHBFの市場需要がHBMを凌駕するだろう。サムスンとSKハイニックスはHBF時代に備えなければならない。」

投資家にとって、この仮説はメモリ銘柄の構造的なリレーティング（評価替え）を意味する。金教授によれば、サムスン電子とSKハイニックスは今年、合計で500兆〜600兆ウォン（3240億〜3890億ドル）の営業利益を生み出すと予測されており、同教授は両社の経営陣と定期的に会合を持っているという。「彼らの目は輝きを増している」と金教授は語る。

リスクは周期性にある。歴史的にメモリの不況は、最も強力なメーカーでさえも罰してきた。しかし金教授は、過去のサイクルのピークを上回る下限利益率を備えたカスタムHBM契約が、前例のない下振れリスクへの保護を提供すると主張する。「モデルは変わった」と彼は述べた。

本記事は情報提供のみを目的としており、投資助言を構成するものではありません。