半导体技术如何通过存储与运算重塑音乐史

从1877年爱迪生发明留声机到如今生成式AI时代的到来，半导体技术正不断改变音乐的存在形式。SK hynix通过开发高带宽内存（HBM）支撑AI模型运算，并计划于2025年8月完成321层2Tb QLC NAND闪存的开发，以应对日益增长的数据需求。

伴随人类历史发展的音乐，随着时代的变迁不断改变着其存在形式。从声音随歌曲结束而消失的口传时代，到如今只需一行提示词即可创作新曲的AI音乐时代，技术的进步重新定义了音乐。SK hynix分享的这段故事涵盖了从声音记录到生成式AI创造音乐的全过程，揭示了半导体技术是如何贯穿音乐史的。

声音的记录与放大，音乐走进客厅

在缺乏物理记录声音技术的时代，音乐只能通过口耳相传或以乐谱形式留存。乐谱虽能记录旋律与节奏，但演奏结束后却无法再次听到声音本身。变革始于1877年托马斯·爱迪生发明了留声机，这是一种通过在圆筒上刻划沟槽来记录声音振动的机械装置。随后在1887年，埃米尔·柏林纳发明了在圆盘上刻录声音的留声机，使得古典音乐和歌剧等音乐能够跨越音乐厅，走进千家万户。

然而，早期的机械装置在声音大小方面存在局限。在缺乏电放大技术的时代，喇叭筒发出的声音甚至难以填满一个房间。20世纪初出现的真空管解决了这一问题。1906年，李·德福雷斯特发明了三极真空管，为放大微弱电信号开辟了道路，随着放大器和扬声器的发展，音乐变得更加响亮且清晰。随着1920年代商业广播的开始，音乐通过电波传向了每个家庭的客厅。

尽管真空管存在发热严重且易碎的缺点，但1947年贝尔实验室的研究人员发明了利用半导体的晶体管，这使得音乐收听环境再次发生剧变。晶体管比真空管更小且功耗更低，引领了电子设备的小型化。得益于1954年问世的世界首款商用晶体管收音机“TR-1”，年轻一代即使在户外也能享受音乐，音乐的领域也从客厅扩展到了移动领域。

数字化转型与闪存开启的“拥有”时代

作为半导体技术核心的集成电路（IC）的出现，将听音乐的方式转变为“拥有”的概念。1950年代末，杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯实现的集成电路将复杂的部件汇聚在单一微小芯片上，使电子设备变得更加精密。此后，随着Walkman等便携式卡带播放器的出现，人们开始通过磁带直接录制并携带喜爱的歌曲。然而，作为模拟介质的磁带存在重复播放时音质下降的局限。

通过将声波记录为0和1数字的Pulse Code Modulation方式克服了这一限制。1982年，Sony和飞利浦将采用PCM方式的CD商业化，音乐终于成为了数字数据。特别是韩国半导体科学家姜大元博士的创新，成为了加速数字音乐时代到来的决定性契机。姜博士于1960年发表的MOSFET成为了现代半导体的基本组成部分，而1967年发表的浮栅结构则成为了即使在断电后也能记忆数据的闪存之基石。

在这一技术基础上，随着1990年代MP3压缩技术的加入，人们进入了能将数千首歌曲装进掌心大小芯片的时代。随后，2010年代智能手机和无线网络的普及，使音乐超越了个体拥有，进入了从存储在数据中心服务器中的音乐进行实时调取的流媒体时代。如今，音乐不再存在于个人设备中，而是存在于基于NAND闪存的数据中心SSD以及集成了服务器用CPU、GPU的巨大数字图书馆中。

AI音乐时代的引擎：HBM与超大容量存储

当前的音乐产业正再次迎来巨大的转折点。生成式AI仅凭输入提示词即可创造新音乐的时代已经到来。2017年出现的Transformer模型通过学习数据间的复杂关系来掌握声音与音乐的模式，并扩展到了作曲领域。为了驱动这些庞大的AI模型，能够快速处理海量数据的运算能力是必不可少的。

在这一过程中，发挥核心作用的是高带宽内存（HBM）。2013年率先开发出HBM的SK hynix通过将多个DRAM垂直堆叠，能够不间断地向GPU供应数据，从而支撑AI音乐的生成。此外，SK hynix计划于2025年8月完成开发并在量产中投入每个单元存储4比特数据的321层2Tb QLC NAND闪存，以最大化数据中心的存储容量。从2026年4月起，计划开始供应搭载该技术的PC用SSD，以扩大应用范围。

如果说过去的半导体技术集中在记录和移动音乐，那么如今进化的存储技术则正发挥着如同想象并创造音乐的新乐器般的功能。曾经仅作为瞬间声音存在的音乐，如今已成为数据，成为将人类想象力转化为现实的动力。

来源：原视频（YouTube）