Технология High Bandwidth Memory на замену GDDR5

На сегодняшний день память стандарта GDDR5 исчерпывает свои возможности, и производители находятся в поисках новых решений. Некоторые параметры GDDR5 уже достигают пределов, и в скором времени данный стандарт перестанет быть эффективным.

Одним из разработчиков нового стандарта видеопамяти стала компания SK Hynix, которая совместно с AMD представили свое инновационное решение – HBM (High Bandwidth Memory). Новая память способна обеспечить высокую производительность и значительное снижение потребляемой энергии в сравнении с GDDR5.

Особенности новой графической памяти HBM

Память нового стандарта HBM представляет собой стековую компоновку из нескольких кристаллов. Чипы выложены особым способом друг на друга и связаны в единую систему микроструктурами u-bump. Данные контактные группы u-bump являются продолжением сквозных металлизированных соединений TSVs, которые пронизывают каждый чип.

Такая архитектура позволяет существенно уменьшить занимаемое памятью место на плате, обеспечить близкое расположение к вычислительному процессору, а также существенно увеличить пропускную способность. Это инновационное решение позволит использовать медленные чипы, с одновременным расширением шины передачи данных.

Однако ввиду достаточно широкой шины, инженеры столкнулись с проблемой разводки большого количества соединений. Решением данной проблемы стало использование кремниевой подложки, которая обеспечивает близкое размещение к GPU и эффективную маршрутизацию проводников.

Сильные и слабые стороны нового стандарта

Основные преимущества HBM перед GDDR5:

• Высокая пропускная способность, посредством широкой шины;
• Потребление меньшего количества энергии, что является актуальным при близком размещении к графическому процессору;
• Снижение задержек в работе;
• Компактность физических размеров;
• Гибкая поддержка кода коррекции ошибок, благодаря независимой работе стеков;
• Уменьшение рабочей температуры, за счет снижения потребляемого напряжения;
• Упрощенная архитектура установки, размещение чипов памяти осуществляется на одной подложке с GPU.

Однако есть у этой технологи некоторые недостатки. Во-первых, предполагаемая конфигурация состоит всего из четырех стеков памяти, которые составляют 4 ГБ в целом.

Этим недостатком могут воспользоваться конкуренты, выпускающие видеоадаптеры, хоть и с меньшей шириной шины, но с большим объемом GDDR5. Во-вторых, производство нового чипа достаточно сложный процесс, который в свою очередь увеличит себестоимость.

Стековые чипы, на сегодняшний день, являются перспективным направлением в развитии технологий микросхем памяти. HBM — это современное решение проблемы пропускной способности памяти, и в ее последующих версиях ожидается еще больший прирост передачи данных.