Сегодня 25 ноября 2017
18+
Теги → hbm2
Быстрый переход

Память Samsung GDDR6 получила награду CES 2018 Innovation

Проблема ограниченной пропускной способности графической памяти GDDR5 в своё время привела к появлению видеокарт и HPC-ускорителей с буферной памятью HBM (HBM1) и позже — HBM2. Соединение графического ядра и кристаллов High Bandwidth Memory через промежуточный кремниевый слой позволило как повысить пропускную способность подсистемы памяти, так и значительно уменьшить площадь, занимаемую ключевыми элементами видеокарты. В то же время и недостатков у решений с HBM/HBM2 оказалось немало: высокая себестоимость и, как следствие, ограничение объёма памяти, практическое отсутствие возможности замены чипов VRAM в рамках одного поколения GPU (опять же из-за дополнительных затрат) и сильная зависимость от подрядчиков. Всё это стало причиной параллельного выпуска high-end видеокарт с буферной памятью типов GDDR5, GDDR5X (едва ли полноценная замена GDDR5) и HBM2.

В первой половине следующего года на подмогу недостаточно быстрой памяти GDDR5 и более дорогой GDDR5X придут микросхемы нового поколения — GDDR6. Производством последних уже занимаются компании Samsung и SK Hynix, и массовые поставки должны начаться в ближайшие месяцы. Тем не менее в серийных видеокартах GDDR6 появится только весной — с первыми анонсами адаптеров NVIDIA GeForce и/или TITAN на 12-нм чипах Volta. Прежде Samsung Electronics информировала общественность о своих планах по выпуску микросхем GDDR6 с пропускной способностью от 14 до 16 Гбит/с на контакт (против максимальных 9 Гбит/с у GDDR5 и 10–11,4 Гбит/с у GDDR5X), а SK Hynix анонсировала 8-Гбит (1-Гбайт) чипы GDDR6 с пределом пропускной способности в 16 Гбит/с на контакт.

Война пресс-релизов между южнокорейскими производителями VRAM продолжается и в эти дни. Среди массы продуктов Samsung, удостоившихся награды CES 2018 Innovation, нашлось место и для 16-Гбит (2-Гбайт) микросхемы GDDR6.

«Samsung GDDR6 ёмкостью 16 Гбит — самая быстрая и самая экономичная DRAM-память для графических продуктов следующего поколения. Она обрабатывает изображения и видео с пропускной способностью 16 Гбит/с на контакт и общей ПСП в 64 Гбайт/с, что эквивалентно передаче объёма двенадцати DVD-дисков с Full HD видео в секунду. Новая DRAM может работать при напряжении 1,35 В, что обеспечивает дополнительное преимущество по сравнению с сегодняшней графической памятью, которой необходимо 1,5 В при пропускной способности всего 8 Гбит/с на контакт».

Как удалось выяснить ресурсу VideoCardz, вышеприведённое описание соответствует продукту Samsung GDDR6 с маркировкой K4ZAF325BM. Восемь таких микросхем (в сумме 128 Гбит или 16 Гбайт) обеспечат общую пропускную способность в 512 Гбайт/с при 256-битной шине памяти, а двенадцать чипов — 768 Гбайт/с при 384-битной шине. Для сравнения, буферная память HBM2 у видеокарты Radeon RX Vega 64 (и ряда неигровых адаптеров) характеризуется общей ПСП в 484 Гбайт/с, а у HPC-ускорителя Tesla V100 — 900 Гбайт/с. Конечно, разработка High Bandwidth Memory также не стоит на месте, но условная HBM3 явно задержится относительно GDDR6.

Первое фото процессора Intel Kaby Lake-G с графикой AMD

Проект Kaby Lake-G компании Intel, в рамках которого чипмейкер собирается выпустить как минимум два x86-процессора с графикой AMD и памятью HBM2, в последние дни не сходит с первых полос интернет-изданий. Ещё бы, ведь совместных проектов такого уровня у Intel и AMD не было со времён Intel 80286 (i286), когда компания из Саннивейла выпускала CPU, разработанные в Санта-Кларе.

Как мы уже отмечали в недавнем материале, посвящённом процессорам семейства Kaby Lake-G Core i7-8809G и Core i7-8705G, вычислительными системами, в которых точно будут применяться эти решения, будут мини-компьютеры Intel NUC 2018 года с кодовыми названиями Hades Canyon и Hades Canyon VR. Фотографию материнской платы одного из готовящихся NUC (либо родственного ПК) обнародовал участник форума китайского ресурса Chiphell под ником gtx9.

На снимке мы, скорее всего, наблюдаем объединённые в одну связку процессор Intel с 14-нм архитектурой Kaby Lake, находящийся поодаль 14-нм графический чип AMD Polaris (цифра 8 в аббревиатуре «gfx804» исключает использование Vega), а также сообщающийся с GPU посредством промежуточного кремниевого слоя кристалл HBM2. Внушительного размера батарея кремниевых кристаллов обрамлена асимметричной металлической рамкой, препятствующей сколу чипов. По всему видно, что CPU Core i7/Kaby Lake-G имеют BGA-, а не LGA-исполнение, как и основная масса процессоров для ноутбуков и других тонких компьютеров.

Над системой питания CPU с графическим процессором и памятью по соседству инженерам пришлось основательно потрудиться. Насчитывает она, похоже, 14 фаз, сгруппированных по схеме «5 + 2 + 7». Предварительно, они питают четыре x86-ядра с частотой не менее 3,1 ГГц, 24 CU-блока (1536 шейдера) Polaris и 4-Гбайт чип HBM2 с 1024-битной шиной. В соответствии с высказывавшимися ранее предположениями, кристаллы Intel и AMD соединены между собой посредством линий PCI Express. Кроме трёхкристального Core i7, на текстолите распаяны два вертикальных слота SO-DIMM DDR4 (установлены модули оперативной памяти производства Micron), такое же количество портов SATA 6 Гбит/с, как минимум один разъём M.2 Key M для накопителя (занят 120-гигабайтным SSD Samsung), разъём для внешнего адаптера питания, несколько портов USB 3/3.1, цифровые видеовыходы и другие разъёмы.

Материнские платы для NUC с 65- и 100-ваттным процессорами Intel Kaby Lake-G (Core i7-8809G и Core i7-8705G) вряд ли будут существенно отличаться друг от друга внешне. Суффикс VR в названии Hades Canyon VR может означать, что у старшего решения будет, к примеру, два-три разъёма HDMI (для одновременного подключения шлема виртуальной реальности и монитора), а у младшего — один-два. Различия также могут проявляться в модели адаптера Wi-Fi/Bluetooth, количестве портов USB 3.1 и других особенностях отнюдь не первостепенной важности.

Intel объединяется с AMD: встречаем процессор Core с графикой Radeon

И всё-таки это произошло! Конкурирующие компании AMD и Intel объединились для создания принципиально новых процессоров семейства Intel Core с графикой AMD Radeon. Данный гибрид, собирающий в едином процессорном модуле CPU компании Intel, GPU компании AMD и графическую память HBM2, по мнению его создателей, должен оказаться отличным вариантом для производительных игровых ноутбуков, которые теперь смогут стать намного тоньше и легче.

Intel Core с графикой AMD Radeon

Intel Core с графикой AMD Radeon

Комбинированный чип AMD-Intel станет очередной ступенью в эволюции H-серии мобильных процессоров Intel Core. Сегодняшние чипы Core H-серии имеют типичное тепловыделение 45 Вт, базируются на дизайне Kaby Lake и комплектуются интегрированным видеоускорителем GT2. С появлением Core с графикой Radeon они, очевидно, получат гораздо более продвинутые графические возможности, что позволит использовать их в игровых портативных компьютерах без дополнительных дискретных графических ускорителей. При этом обещается, что перспективные комбинированные процессоры, составленные из компонентов AMD и Intel, будут работать в системе как привычные монолитные решения с интегрированной графикой: например, они смогут поддерживать все необходимые энергосберегающие функции. Появление новинок на рынке планируется в первом квартале 2018 года.

Хотя в разработке комбинированного Core с графикой Radeon принимали участие сразу две компании, этот процессор представляется как продукт компании Intel, которая играла в разработке ведущую роль и обратилась к AMD лишь за графической частью. AMD в свою очередь говорит о том, что Radeon, сделанный для Intel, — специальный проект, подобный чипам, которые она разрабатывает для производителей игровых приставок. Впрочем, подробности реализации Core с графикой Radeon пока остаются нераскрытыми. Хотя Intel и говорит о перспективном продукте как о монолитном процессоре, в конечном итоге глубина интеграции составных частей непонятна: Core-Radeon может оказаться лишь продвинутой сборкой из нескольких чипов, совмещённых на одной подложке.

Тем не менее, определённое ноу-хау в Core-Radeon всё же есть. Как сообщается, основой представленного решения выступают специализированные кремниевые мосты EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge). Такие полупроводниковые кристаллы, представленные Intel в начале этого года, применяются для высокоскоростного соединения нескольких чипов, смонтированных на единой подложке. Основная идея состоит в том, что благодаря интеграции полупроводниковых мостов EMIB на поверхности подложки из текстолита, они обеспечивают высокую скорость и хорошую эффективность межчиповых соединений. В результате получается то, что Intel называет System-in-Package-модулем. В случае процессора Core с графикой Radeon технология EMIB позволила собрать воедино сразу три разнородных компонента: собственно процессор Core, графическое ядро Radeon и высокоскоростную графическую память HBM2.

Использование общей полупроводниковой подложки для соединения нескольких чипов, как это делает в своих флагманских графических ускорителях компания AMD, — дорогостоящее решение, которое не давало шансов сделать действительно массовый процессор. Технология EMIB в этом плане гораздо выгоднее: она предлагает использовать полупроводниковые соединения по островному принципу подобно небольшим погруженным в текстолит разъёмам, к которым подключаются чипы, размещённые на подложке. Хотя технология EMIB уже используется в программируемых матрицах Intel Altera, процессоры Core c графикой Radeon станут первым на рынке потребительским решением, где будет применяться такой подход.

Изначально мосты EMIB разрабатывались для того, чтобы соединять между собой чипы, выполненные по разным техпроцессам. Однако в данном случае технология пригодилась благодаря своей способности объединить несколько очень сложных полупроводниковых кристаллов, нуждающихся в огромном числе взаимных соединений. В результате, инженерам Intel удалось одержать победы сразу по двум направлением. Во-первых, итоговый модуль Core-Radeon получился очень компактным, поскольку на небольшой площади объединил сразу CPU, GPU и видеопамять, ранее занимавшие значительное пространство на материнской плате ноутбука. Во-вторых, огромный выигрыш был достигнут и по энергопотреблению подобного решения.

Экономия площади может достигать 1900 кв. мм

Экономия площади может достигать 1900 кв. мм

Любопытно, что программную поддержку процессоров Core c графикой Radeon компания Intel планирует осуществлять самостоятельно. С одной стороны, это позволит инженерам компании запрограммировать правильный баланс в энергопотреблении и температурном режиме отдельных частей комбинированного решения. С другой, Intel придётся самостоятельно заниматься сборкой драйверов для графического ядра AMD Radeon, хотя вполне возможно, что базовые компоненты для них будет предоставлять AMD.

К сожалению, сегодняшний анонс имеет исключительно поверхностный характер, не содержит никаких технических деталей и оставляет массу вопросов. Пока компании не стали сообщать никакие конкретные характеристики процессоров Core c графикой Radeon – ни частот, ни числа ядер, ни объёмов HBM2-памяти. Мы даже не знаем, на каком дизайне будут базироваться вычислительные (Coffee Lake?) и графические (Vega?) ядра, и не знаем, как логически они будут соединены (Infinity Fabric?).

Как пояснил Крис Уокер (Chris Walker), вице-президент подразделения Intel Client Computing Group, выпуском процессоров Core c графикой Radeon компания Intel собирается решить проблему с отсутствием на рынке тонких и лёгких игровых ноутбуков с высокой производительностью. Но будущие ноутбуки на базе процессоров Core c графикой Radeon не будут относиться к числу дешёвых. Их стоимость может начинаться лишь с отметки в $1200, что означает, что Core-Radeon, по всей видимости, не станут прямо конкурировать с гибридными процессорами AMD Raven Ridge, нацеленными на более низкий рыночный сегмент. Кроме того, представители Intel уточнили, что выход процессоров Core-Radeon позволит создавать портативные компьютеры с толщиной 16 мм или даже 11 мм при том, что по производительности они будут сопоставимы с сегодняшними геймерскими ноутбуками толщиной 26 мм.

Таким образом, главное в произошедшем анонсе это то, что слухи подтвердились: процессор Intel с графикой AMD действительно существует, и скоро мы сможем увидеть его в конечных продуктах. Но это не означает, что Intel планирует отказаться от развития своих собственных графических ядер, как и не означает того, что AMD может продать своё графическое подразделение микропроцессорному гиганту. В данном случае мы видим лишь пример дружбы конкурентов против третьего игрока, когда антагонисты могут садиться за стол переговоров и достигать соглашений в том случае, когда это выгодно обеим сторонам.

GlobalFoundries научилась выпускать GPU с памятью HBM2

На самом деле, новость звучит немного не так. Компания GlobalFoundries продемонстрировала первое самостоятельно выпущенное решение в виде 2.5D-упаковки с памятью HBM2. До сих пор, как нам известно, упаковкой графических процессоров AMD и NVIDIA на подложку вместе с памятью HBM занимались всего две компании — Amkor Technology и Advanced Semiconductor Engineering (ASE). Мосты-подложки для них выпускала тайваньская компания UMC. Для памяти HBM2, которая имеет вдвое большую скорость обмена данными на каждый контакт, число упаковщиков сократилось до одной компании. Пока не уточняется, кто из них упаковывает GPU Vega и GPU Volta. Зато теперь о способности упаковывать заказные БИС (ASIC) на одной подложке с памятью HBM2 сообщила компания GlobalFoundries.

Графический процессор AMD Vega 10 с двумя сборками HBM2 на одной подложке

Графический процессор AMD Vega 10 с двумя сборками HBM2 на одной подложке

Производственный партнёр AMD доложил, что готов предоставить всем заинтересованным разработчикам технологию проектирования 14-нм решений, которая теперь включает физический уровень HBM2 PHY и исполнение с упаковкой на подложку ASIC и памяти HBM2. Проектировщики в объёме одного пакета получают возможность создать завершённый проект решения в виде чипа 2.5D. Данное новшество сократит путь от идеи до выпуска готовой продукции для нужд высокопрозводительных вычислений, ЦОД, облаков и сетевой инфраструктуры. В GlobalFoundries подчёркивают, что теперь только две компании в мире, включая её, способны выпускать 2.5D-решения с памятью HBM2.

Принцип соединенния и монтажа памяти HBM на одну подложку с GPU

Принцип соединения и монтажа памяти HBM на одну подложку с GPU

Интерфейс физического уровня HBM2 PHY компании GlobalFoundries предоставила компания Rambus, о чём мы сообщали в новости от 9 февраля этого года. Скорость передачи по каждой линии HBM2 достигает утверждённого стандартом JEDEC значения 2 Гбит/с. Интерфейс и технология упаковки адаптированы для 14-нм техпроцесса, но в скором будущем следует ждать адаптации технологий к нормам производства 7 нм с транзисторами FinFET. Поскольку производственный партнёр AMD теперь не только самостоятельно выпускает GPU компании, а раньше этим занималась компания TSMC, но и способен самостоятельно упаковывать на одной подложке процессоры и память HBM2, можно ожидать определённого снижения себестоимости решений. Во всяком случае, применительно к следующему поколению графических процессоров AMD с памятью HBM2.

AMD представила Radeon RX Vega

Наконец-то завершилось томительное ожидание, и в рамках специального мероприятия на конференции SIGGRAPH компания AMD раскрыла все подробности относительно своей новой флагманской серии GPU.

Как и ожидалось, модельный ряд игровых видеокарт поколения Vega 10 будет состоять из трёх представителей:

  • Radeon RX Vega 64 Liquid Cooled Edition: 64 вычислительных блока CU и 4096 потоковых процессоров; частота ядра 1406 МГц с Boost-режимом до 1677 МГц; 8 Гбайт HBM2-памяти с пропускной способностью 484 Гбайт/с; жидкостное охлаждение; TDP — 345 Вт; цена — $699.
  • Radeon RX Vega 64: 64 вычислительных блока CU и 4096 потоковых процессоров; частота ядра 1247 МГц с Boost-режимом до 1546 МГц; 8 Гбайт HBM2-памяти с пропускной способностью 484 Гбайт/с; воздушное охлаждение; TDP — 295 Вт; цена — $499.
  • Radeon RX Vega 56: 56 вычислительных блоков CU и 3584 потоковых процессора; частота ядра 1156 МГц с Boost-режимом до 1471 МГц; 8 Гбайт HBM2-памяти с пропускной способностью 410 Гбайт/с; воздушное охлаждение; TDP — 210 Вт; цена — $399.

Базовая модель Radeon RX Vega 64, оснащённая воздушным охлаждением, будет доступна в двух вариантах: с металлическим и пластиковым кожухом. Никакой разницы в функциональности этих карт нет, но версия «в металле» позиционируется как ограниченное издание Radeon RX Vega 64. Обе версии будут доступны в розничной продаже, однако металлические Radeon RX Vega 64 выпущены небольшим тиражом, поэтому они, как ожидается, быстро закончатся и купить их можно будет только на старте продаж.

Все карты Radeon RX Vega имеют по три порта DisplayPort 1.4 и одному порту HDMI 2.0, все они требуют подключения двух восьмиконтактных кабелей питания, и у всех них в районе разъёмов питания имеется светодиодный индикатор нагрузки, цвет которого меняется при помощи DIP-переключателя.

Карты серии Radeon RX Vega поступят в продажу 14 августа.

Для того чтобы подогреть продажи новинок, AMD придумала интересную дисконтную программу, которая позволит приобретать Radeon RX Vega несколько дешевле совместно с другим оборудованием. Кроме того AMD надеется, что, продавая комплекты из видеокарт с играми, мониторами или процессорами, она не только сделает приятное поклонникам марки, но и сможет уберечь какую-то часть своей продукции от ненасытных майнеров, которые не будут заинтересованы в получении «в нагрузку» к видеокартам каких-либо дополнений.

Программой предусматривается три варианта комплектов:

  • Radeon Aqua Pack стоимостью $699 на базе карты Radeon RX Vega 64 Liquid Cooled Edition;
  • Radeon Black Pack стоимостью $599 на базе карты Radeon RX Vega 64;
  • Radeon Red Pack стоимостью $499 на базе карты Radeon RX Vega 56.

Помимо собственно карт, являющихся ядром комплектов, в них будет включена 200-долларовая скидка на 34-дюймовый монитор Samsung с разрешением 1440p и поддержкой технологии FreeSync, 100-долларовая скидка на платформу из материнской платы с процессором Ryzen 7 1800X и две игры (Wolfenstein II: The New Colossus и Prey) суммарной стоимостью $120.

Указанные скидки будут действовать моментально и единовременно, то есть при добавлении указанного набора оборудования в корзину интернет-магазина. Никаких отложенных кешбэков или накопления баллов, которые можно потратить на будущие покупки, не предполагается.

На данный момент AMD не стала раскрывать детальную информацию относительно уровня производительности видеокарт семейства Radeon RX Vega и не разрешила сделать это независимым обозревателям. Однако судя по тем немногим данным, которые были сообщены в презентации, можно сделать вывод, что Radeon RX Vega 64 видится компании конкурентом для GeForce GTX 1080.

В частности, были приведены такие данные: в неком наборе игр в разрешении 3440 × 1440 видеокарта Radeon RX Vega 64 выдаёт частоту кадров от 53 до 76 fps. GeForce GTX 1080 в тех же условиях демонстрирует до 78 fps, но проигрывает в минимальной производительности, которая составляет 45 fps. Объясняется это тем, что у Radeon RX Vega 64, в отличие от конкурента, более эффективный контроллер памяти и скоростная HBM2-память. Также AMD подчеркнула, что в процессе испытаний в более чем в 100 играх Radeon RX Vega 64 подтвердила свою способность выдавать среднюю производительность свыше 60 кадров в секунду в 4K-разрешении. Что же касается быстродействия более дешёвой Radeon RX Vega 56, то оно, судя по всему, будет похоже на скорость GeForce GTX 1070.

Слева - Vega 10; справа - Fuji

Слева — Vega 10; справа — Fiji (Fury X)

Во время презентации Radeon RX Vega журналисты ехидно поинтересовались, как AMD относится к тому, что спустя 14 месяцев после выхода GeForce GTX 1080 ей удалось всего лишь догнать этот GPU, который, к тому же, даже не является флагманским ускорителем. На это был дан ответ, что, дескать, сейчас у AMD нулевая доля в верхнем рыночном сегменте, а теперь компании будет что предложить 95 процентам энтузиастов-геймеров.

Также AMD надеется, что её видеокарты окажутся дешевле предложений конкурента в розничной продаже. Цены на GeForce GTX 1080 и GeForce GTX 1070 сейчас находятся выше рекомендованных значений из-за дефицита и криптовалютного бума, а AMD твёрдо намерена добиваться реализации своих видеокарт именно по тем ценам, которые были названы во время презентации.

Результаты тестирования карты Radeon RX Vega в 3DMark Fire Strike

30 июля в рамках конференции SIGGRAPH 2017 компания AMD поведает подробности о новых графических решениях на 14-нм чипе Vega (Vega 10), в числе которых, очевидно, будет производительная видеокарта Radeon RX Vega с 64 мультипроцессорными кластерами в составе GPU, 8 Гбайт буферной памяти и, возможно, системой жидкостного охлаждения. Ранее мы сообщали о трёх вариантах RX Vega для любителей игр, и велика вероятность того, что они в итоге появятся на прилавках. Речь идёт о флагмане с предустановленными СЖО и воздушным кулером (по аналогии с двумя версиями Radeon Vega Frontier Edition), а также Vega XL с 56 CU-кластерами.

Чем ближе официальный анонс Radeon RX Vega, тем больше возникает сомнений по поводу игровой производительности нового флагмана AMD. Если скромные результаты профессионального ускорителя Radeon Vega FE можно было объяснить тем, что игры и игровые бенчмарки — не его сильная сторона, то столь же слабые показатели RX Vega уже, пожалуй, парировать нечем. Журналисты ресурса VideoCardz разыскали в онлайн-базе 3DMark три результата игровой карты Vega в тесте Fire Strike v1.1. Частоты её ядра достигали 1536–1630 МГц, в свою очередь, память HBM2 функционировала на номинальных 945 (1890) МГц. «Добычей» Radeon RX Vega стали 20 949–22 330 графических очков 3DMark Fire Strike.

Оправданием RX Vega могут быть не самые агрессивные настройки динамического разгона в утилите Radeon WattMan (хотя это всего лишь наше предположение) и относительная «сырость» драйвера версии 22.19.640.2. Впрочем, даже с поправкой на неоптимальные условия тестирования сложно представить, что Radeon RX Vega выйдет на уровень GeForce GTX 1080 Ti, как наверняка надеялись в AMD.

Новой видеокарте, похоже, по силам соперничать с GeForce GTX 1080 в 3DMark, а расстановку сил в игровых приложениях покажут первые независимые тесты ускорителя.

По предварительным данным, полноценная версия Radeon RX Vega оперирует 4096 потоковыми процессорами GCN 5-го поколения, 256 текстурными блоками, 64 блоками рендеринга, 2048-битной шиной памяти и 8 Гбайт буферной памяти HBM2. Выпуск игровых карт с двойным объёмом VRAM, судя по всему, в обозримом будущем не планируется, хотя у AMD имеется техническая возможность увеличить объём памяти до 16 Гбайт — как у профессиональных и HPC-ускорителей на том же графическом ядре.

Samsung наращивает производство HBM2-памяти

Компания Samsung в настоящее время выступает единственным производителем памяти, способным выпускать 8-гигабайтные чипы HBM2 (второго поколения). Учитывая возрастающую потребность в высокоскоростной памяти в различных областях применениях, например, в системах искусственного интеллекта и машинного обучения, в высокопроизводительных вычислениях, во флагманских графических картах, в сетевых приложениях и в оборудовании крупных дата-центров, компания приняла решение увеличить объёмы выпуска таких ёмких чипов HBM2.

Микросхемы Samsung HBM2

Микросхемы Samsung HBM2

Отдельно стоит отметить, что оба производителя графических процессоров, AMD и NVIDIA, активно пользуются чипами HBM2 в своих высокопроизводительных решениях. У NVIDIA такая память применяется в профессиональных видеокартах Quadro GP100, которые комплектуются 16 Гбайт HBM2, а также в ускорителях вычислений Tesla P100. У AMD же HBM2 устанавливается в видеокартах Radeon RX Vega Frontier Edition, которые также несут на борту 16 Гбайт HBM2.

«Увеличивая производство уникальных для индустрии 8-Гбайт модулей HBM2, мы постараемся своевременно и в достаточных количествах обеспечивать производителей для того, чтобы они могли проводить разработку и модернизацию своих систем», — сказал Джешу Хан (Jaesoo Han), исполнительный вице-президент по продажам памяти и маркетингу в Samsung Electronics: «Попутно мы продолжим совершенствовать линейку HBM2-памяти в близком сотрудничестве с нашими клиентами».

Чипы 8 Гбайт HBM2 производства Samsung представляют собой сборку из восьми 8-гигабитных кристаллов HBM2 и буфера, расположенного внизу стека. Вся эта конструкция «прошивается» вертикальными межслойными соединениями TSV (Through Silicon Via). Особенность подхода Samsung заключается в том, что часть соединений изначально находится в пассивном состоянии, представляя собой некий резерв, необходимый для подмены проблемных путей и помогающий теплоотводу.

HBM2-память была впервые представлена чуть более года тому назад. Благодаря использованию 4096-битной шины пропускная способность стека HBM2 достигает 256 Гбайт/с, что примерно в восемь раз превышает пропускную способность GDDR5. Вторым важным преимуществом чипов HBM2 выступает их высокая ёмкость. Samsung ожидает, что к концу года именно ёмкие 8-Гбайт микросхемы будут составлять более половины объёма выпуска всей HBM2-памяти.

Стоит заметить, что первой видеокартой, где используются именно 8 Гбайт HBM2-чипы Samsung, стала Radeon RX Vega Frontier Edition. Располагая 16 Гбайт видеопамяти, она комплектуется двумя микросхемами, маркировка которых выдаёт именно продукцию Samsung.

AMD Vega

AMD Vega - изображение GPU

Перспективные игровые ускорители Radeon RX Vega, согласно имеющимся данным, будут располагать 8 Гбайт видеопамяти.

NVIDIA решила повременить с HBM2 в видеокартах GeForce

В своё время удачная микроархитектура графических решений GeForce Maxwell (а затем и Pascal) избавила NVIDIA от необходимости выделять большие средства на разработку и производство GPU в симбиозе с микросхемами многослойной буферной памяти. Точнее, таковые появились (HBM2), но только в качестве составляющей ускорителей NVIDIA Quadro и Tesla для серверов и рабочих станций. AMD, напротив, стремясь настигнуть и обойти конкурента, прибегла к использованию памяти типа High Bandwidth Memory ещё в 2015-м, а годом позже даже выпустила двухчиповую видеокарту Radeon Pro Duo на базе двух ядер Fiji XT с кристаллами HBM1 по периметру.

Ускоритель Tesla V100 с 16 Гбайт HBM2

Ускоритель Tesla V100 с 16 Гбайт HBM2

Вне всякого сомнения, готовящиеся игровые карты AMD Radeon RX Vega на одноимённом GPU также получат память HBM (уже второго поколения). В Саннивейле этого не скрывают, держа в тайне только частоты микросхем, объём которых составит 16 Гбайт (два чипа по 8 Гбайт). NVIDIA, в свою очередь, надёжно засекретила игровые модели Volta, и о типе их буферной памяти, а также прочих характеристиках, остаётся только догадываться.

GDDR5X

GDDR5X

По данным ресурса Fudzilla, представители следующего поколения карт GeForce не получат микросхемы HBM2, не говоря уже о кристаллах на базе устаревшей технологии HBM1. В качестве VRAM не будут использоваться и чипы GDDR6, до начала серийного производства которых остаётся более полугода. Выбор, как утверждает Fudzilla, будет сделан в пользу памяти стандарта GDDR5X, как и в случае с актуальными решениями GeForce GTX 1080 Ti, TITAN X и TITAN Xp. В гипотетической GeForce GTX 1080 Ti (GV102) инженерам NVIDIA, если те действительно планируют ограничиться GDDR5X, придётся сохранить 384-разрядную шину памяти либо расширить её до 512 бит (что, впрочем, маловероятно). Разгонный потенциал VRAM видеокарт Volta, скорее всего, будет небольшим, ведь калифорнийскому разработчику придётся выжать из технологии GDDR5X все соки, чтобы память не стала ограничивающим производительность фактором. Анонсы игровых карт GeForce Volta, вполне возможно, состоятся только через полгода-год, ведь адаптер GeForce GTX 1080 Ti (не говоря уже о TITAN Xp) пока справляется со статусом флагмана, и Radeon RX Vega вряд ли серьёзно пошатнёт его позиции.

В эти дни оба производителя дискретной графики и их AIB-партнёры подсчитывают внушительные прибыли, полученные от продажи среднеценовых видеокарт добытчикам криптовалют. Ни Radeon RX Vega, ни условный ускоритель GV102 не должны стать первоочередной целью старателей нового времени, хотя в условиях дефицита менее дорогих (и более выгодных для майнинга) карт с прилавок магазинов будут разобраны и они.

Micron разгоняет GDDR5X до 16 Gbps и готовится выпустить GDDR6

Micron сообщила об очередном рубеже, который покорился инженерам компании, работающим над высокоскоростной графической памятью. Они смогли увеличить скорость фирменных чипов GDDR5X до 16 Гбит/с на контакт (частота – 2000 МГц), обеспечив тем самым 60-процентный прирост пропускной способности по сравнению с первыми чипами GDDR5X, которые пришли на рынок всего год назад. Следует напомнить, что память типа GDDR5X дебютировала в графических ускорителях NVIDIA GeForce 1080; скорость применяющейся в них памяти составляет 10 Гбит/с на контакт (частота – 1251 МГц).

Изначально память типа GDDR5X была предложена как временное решение на пути перехода индустрии к перспективной GDDR6. Её производством занимается лишь Micron, однако компании удалось добиться немалых успехов во внедрении собственной разработки благодаря тому, что GDDR5X была выбрана NVIDIA для флагманских ускорителей. И позднее этот стандарт был даже принят JEDEC, получив статус «официального» типа графической памяти. Надо сказать, что по спецификации JEDEC скорости GDDR5X могут доходить до 14 Гбит/с на контакт, однако к настоящему времени в существующих графических картах можно встретить лишь память со скоростью 11,4 Гбит/с на контакт – она используется, в частности, в NVIDIA Titan Xp. Однако в следующих поколениях флагманских ускорителей вполне уместно ожидать использования и более скоростной памяти, вероятнее всего, со скоростью 14 Гбит/с на контакт.

Достижение же для GDDR5X пропускной способности в 16 Гбит/с на контакт, о котором говорит Micron, пока не означает, что такая память готова к массовому производству. Результат получен лишь в лабораторных условиях в исследовательском центре в Мюнхене. Причём, применённая методика фактически состояла в тщательном отборе наиболее удачных чипов из большой партии серийных микросхем.

Будет ли компания предпринимать попытки максимального повышения частоты для серийно выпускаемой GDDR5X, сказать тяжело. Дело в том, что в не столь отдалённой перспективе на первый план должна выйти графическая память следующего стандарта, GDDR6, которую будет выпускать уже не только Micron, но и другие компании – Samsung и SK Hynix. И хотя для GDDR6 заявляются схожие скоростные ориентиры, как и для GDDR5X (до 16 Гбит/с на контакт), такая память будет обладать рядом иных преимуществ. Среди них в первую очередь стоит отметить возможность выпуска полупроводниковых кристаллов удвоенной ёмкости – до 16 Гбит; двухканальный интерфейс; а также новую 180-контактную упаковку увеличенной площади 14 x 12 мм, применение которой должно снизить электромагнитные наводки.

И даже сама Micron, говоря об успехах в разгоне своей GDDR5X, отмечает, что они являются показателем готовности к переходу на выпуск скоростной GDDR6-памяти, который компания планирует осуществить в самом начале 2018 года. Примерно такого же графика старта производства GDDR6 придерживается и SK Hynix.

Стоит отметить, что при использовании шины шириной 384 бит память со скоростью 16 Гбит/с на контакт может обеспечить пропускную способность видеопамяти до 768 Гбайт/с. И это – примерно в полтора раза выше пропускной способности HBM2-памяти перспективных ускорителей AMD Radeon RX Vega. Превзойти же текущие показатели пропускной способности видеопамяти, построенной на чипах GDDR5X/GDDR6, пользуясь стековой памятью, можно лишь установив вместе с GPU четыре стека HBM2, – в этом случае полоса пропускания может доходить до 1 Тбайт/с, но такие конфигурации обойдутся значительно дороже.

Samsung в 30 раз увеличит объёмы выпуска памяти HBM2

По сообщению ряда индустриальных источников, на которые сослался южнокорейский интернет-ресурс ET News, компания Samsung Electronics готовится многократно увеличить объёмы производства стековой памяти и, в частности, памяти HBM2. Данный тип памяти хорошо подходит для организации интенсивных вычислений за счёт чрезвычайно широкой шины данных (4096 бит). Также память HBM и HBM2 облюбовали разработчики графических процессоров. Так, компания AMD с использованием стековой памяти готовит уже второе поколение игровых видеокарт, хотя NVIDIA пока ограничивается использованием памяти HBM в составе продуктов Tesla для организации ИИ-вычислений.

Память типа HBM со стековой компоновкой и сквозными соединениями

Память типа HBM со стековой компоновкой и сквозными соединениями

Если верить неофициальным данным, сегодня наблюдается некоторый дефицит памяти HBM2, что также ведёт к завышенной стоимости решений. Предполагается, что сегодня при оптовых закупках один 4-Гбайт стек HBM2 обходится производителям в $80 за микросхему. Это очень дорого. Для 16-Гбайт адаптера только память будет стоить $320, не говоря об остальных немалых затратах. Решить проблемы высокой стоимости компонентов может только массовое производство. Компания Samsung, как сказано выше, готова вложить средства в расширение выпуска памяти HBM2.

Видеокарта AMD Radeon Vega Frontier Edition c 16 Гбайт памяти HBM2

Видеокарта AMD Radeon Vega Frontier Edition c 16 Гбайт памяти HBM2

В качестве подтверждения планов Samsung нарастить выпуск микросхем HBM2 источник приводит информацию о закупке компанией 20 новых установок для термокомпрессионной сварки (thermal compression bonding machines). Данное оборудование считается ключевым для создания так называемых сквозных соединений с металлизацией (TSVs, through-silicon via technology). Использование TSVs-соединений позволяет создать компактный стек из нескольких кристаллов, не занимая дополнительную площадь вокруг стека на ненужные в данном случае соединения уровней тончайшими проводками. Также заказанное оборудование даёт возможность выпускать многокристальные сборки обычной памяти DRAM.

Ускоритель NVIDIA Tesla с памятью HBM/HBM2

Ускоритель NVIDIA Tesla с памятью HBM/HBM2

В настоящий момент Samsung располагает пятью установками для сборки памяти с использованием сквозных соединений. Закупка нового оборудования, а также модернизация действующих станков (наращивание числа рабочих головок в станке с одной до восьми), обещает в 30 раз увеличить объёмы выпуска пока ещё дефицитной продукции. Но произойдёт это не раньше следующего года. Зато в новом году Samsung сможет ежемесячно выпускать по одному миллиону чипов HBM2 и многокристальной памяти DRAM. Основными клиентами на память HBM2 Samsung названы компании Intel и NVIDIA. Обе они используют или планируют использовать память HBM2 для создания ускорителей расчётов и решений для искусственного интеллекта.

Игровой видеоускоритель AMD Radeon RX Vega выйдет не ранее июля

Несколько дней назад, во время встречи с финансовыми аналитиками, компания AMD представила первую серийную видеокарту, основанную на перспективной архитектуре Vega и оснащённую 16 Гбайт памяти HBM2 — Radeon Vega Frontier Edition. Однако к разочарованию многих энтузиастов, эта видеокарта оказалась не игровым акселератором, а высокопроизводительным ускорителем вычислений, нацеленным на решение задач в области искусственного интеллекта. Что же касается более ожидаемых и волнующих воплощений архитектуры Vega, ориентированных на геймерское использование, то они появятся не ранее июля — это следует из заявлений Лизы Су (Lisa Su), исполнительного директора компании AMD.

На конференции J.P.Morgan, прошедшей в начале этой недели, Лиза Су в своём докладе подтвердила, что массовые поставки видеокарт семейства Vega действительно начнутся с 16-гигабайтной Frontier Edition, и произойдёт это во второй половине июня. Версии же Vega для игровых компьютеров и профессиональной работы в CAD/CAM-системах, по словам главы AMD, ожидаются несколько позднее. Конкретнее же о сроках было сказано так: «Мы запустим Vega по всех рыночных сегментах в течение нескольких ближайших месяцев».

Получается, что несмотря на то, что ещё в начале этого года компания AMD клятвенно обещала выпустить Vega в первом полугодии, на самом деле до конца июня станет доступна лишь единственная видеокарта Frontier Edition с чрезвычайно узкой сферой применения. Игровых же версий Radeon RX Vega в следует ждать «позднее», то есть в лучшем случае они могут быть представлены только в июле или даже в августе.

AMD в очередной раз срывает сроки

AMD в очередной раз срывает сроки

Причины столь затянутого анонса самой ожидаемой видеокарты Radeon RX Vega могут быть связаны с ограниченностью поставок HBM2-памяти. Ранее в отрасли циркулировали слухи о том, что в течение первых месяцев после официального объявления AMD сможет произвести не более 16 тысяч карт Vega с HBM2-памятью, чего будет явно недостаточно для удовлетворения спроса. Так, например, в период выпуска Radeon R9 Fury объёмы первых поставок превосходили это число как минимум вдвое. Судя же по тому, что AMD готова начать отгружать Radeon Vega Frontier Edition, но придерживает остальные варианты Vega, никаких проблем с новой архитектурой и дизайном карт нет, а дозированный выпуск новинок действительно связан с какими-то производственными проблемами.

По той же причине можно ожидать, что игровые карты Radeon RX Vega, коих в действительности ожидается сразу несколько вариантов, будут анонсироваться не одновременно, а с некоторым временным смещением друг относительно друга. Например, сначала AMD представит версию, призванную конкурировать с GTX 1080, а более производительная альтернатива GTX 1080 Ti появится несколько позднее.

В любом случае новые и более точные сведения о Radeon RX Vega мы сможем получить в течение ближайших дней. 31 мая открывается выставка Computex, и на ней AMD обещала не только показать игровые карты нового поколения, но и сообщить о них дополнительные подробности.

SK Hynix раскрывает планы по выпуску «графической» памяти: GDDR6, GDDR5 и HBM2

Компания SK Hynix с опозданием на месяц опубликовала каталог продукции на второй квартал 2017 года, обозначив планы по выпуску микросхем памяти типа GDDR6 и раскрыв их общие технические характеристики и сроки доступности. Кроме того, компания добавила в каталог более производительные чипы GDDR5 со скоростями передачи данных до 10 Гтрансферов/с, однако убрала из списка готовящихся продуктов наиболее быстрые интегральные схемы типа HBM2.

Микросхемы GDDR6

Микросхемы GDDR6

SK Hynix официально объявила о планах по выпуску памяти GDDR6 в конце апреля, поэтому добавление соответствующих микросхем в базу данных компании не стало неожиданностью. Первые устройства GDDR6 производства SK Hynix будут иметь ёмкость 8 Гбит (1 Гбайт), напряжение питания 1,35 В и поддерживать скорости передачи данных 12 и 14 Гтрансферов/с. Производитель обещает, что они будут доступны для клиентов ориентировочно в четвёртом квартале 2017 года. Новые микросхемы памяти будут иметь двухканальную организацию 256M × 32, что может указывать на то, что чипы GDDR6 будут продолжать использовать 32-разрядный физический интерфейс, но последний будет работать как два независимых 16-разрядных интерфейса, что увеличит эффективность использование шины (впрочем, на данном этапе это слухи). Что касается физического форм-фактора, то устройства GDDR6 будут использовать 180-контактную упаковку типа FCBGA, а потому не будут поконтактно совместимыми с приложениями, использующими GDDR5 и GDDR5X, которые используют корпуса с 170 и 190 контактами соответственно.

Спецификации выходящих вскоре микросхем SK Hynix типа GDDR5 и GDDR6

Артикул Тип Ёмкость Скорость передачи данных Пропускная способность микросхемы Напряжение питания Упаковка Время доступности
H56C8H24MJR-S2C GDDR6 8 Гбит 14 Гтрансферов/с 56 Гбайт/с 1,35 В 180-контактов, FBGA Q4 2017
H56C8H24MJR-S0C 12 Гтрансферов/с 48 Гбайт/с
H5GQ8H24AJR-R8C GDDR5 10 Гтрансферов/с 40 Гбайт/с 1,55 В 170-контактов, FBGA
H5GQ8H24AJR-R6C 9 Гтрансферов/с 36 Гбайт/с
H5GC8H24AJR-R2C 8 Гтрансферов/с 32 Гбайт/с 1,5 В
7 Гтрансферов/с 28 Гбайт/с 1,35 В
H5GC8H24AJR-R0C 7 Гтрансферов/с 28 Гбайт/с 1,5 В
6 Гтрансферов/с 24 Гбайт/с 1,35 В

В ближайшие месяцы JEDEC должна завершить разработку и опубликовать финальные спецификации GDDR6, именно тогда мы узнаем все особенности нового типа памяти. Из уже опубликованной информации SK Hynix мы знаем, что максимальная скорость передачи данных GDDR6 составляет 16 Гтрансферов/с, что намекает на предварительную выборку (prefetch) 16 n и более высокие базовые тактовые частоты. Кроме того известно, что одна из первых графических карт на базе GDDR6 будет иметь 384-разрядную подсистему памяти, а если предположить, что скорость интерфейса составит 14 Гтрансферов/с, то адаптер будет обладать пропускной способностью памяти в 672 Гбайт/с. Впрочем, стоит иметь в виду, что разработчики GPU и производители графических карт довольно консервативны в отношении частот памяти, поэтому пропускная способность упомянутого адаптера может быть ниже, в зависимости от выхода годных GPU, памяти и самих карт.

Производственный комплекс SK Hynix M14

Производственный комплекс SK Hynix M14

Помимо памяти GDDR6, в четвёртом квартале SK Hynix также выпустит 8-Гбит микросхемы GDDR5 со скоростью передачи данных в 9 и 10 Гтрансферов/с при напряжении питания 1,55 В. Новые устройства будут ориентированы на графические решения для массового рынка, которым требуется высокая пропускная способность, а также экономическая эффективность GDDR5. В дополнение к сверхбыстрым микросхемам GDDR5, SK Hynix также предложит новые чипы со скоростями передачи данных в 7 и 8 Гтрансферов/с с пониженными напряжениями питания. Само по себе включение новых микросхем в перспективный план SK Hynix указывает на то, что GDDR5 останется на рынке ещё как минимум на пару лет, отметив в следующем году десятилетие на рынке.

Память типа HBM

Память типа HBM

Интересно отметить, что если микросхемы GDDR5 стали быстрее, то HBM2 — наоборот, медленнее. Так, ещё в первом квартале SK Hynix убрала всякие упоминания о памяти HBM2 со скоростью передачи данных 2 Гтрансфера/с. В данный момент SK Hynix предлагает одну единственную модель HBM2 — 4-Гбайт модули со скоростью передачи данных 1,6 Гтрансферов/с. Причины, по которым более быстрые микросхемы памяти были убраны из каталога, доподлинно неизвестны, но логично предположить, что массовое производство весьма сложных устройств памяти HBM2 с 512-разрядным интерфейсом и высокими тактовыми частотами является непростой задачей. Судя по всему, SK Hynix испытывает определённые трудности с изготовлением подобных сборок вследствие невысокого выхода годных и/или высоких температур HBM2 на повышенных частотах.

Спецификации выходящих вскоре микросхем SK Hynix типа HBM2

Артикул Тип Ёмкость Скорость передачи данных Пропускная способность микросхемы Напряжение питания Упаковка Время доступности
H5VR32ESM4H-12C HBM2 4 Гбайт 1,6 Гтрансферов/с 204 Гбайт/с 1,2 В 4Hi Stack Q2 2017

Как следствие, для выходящей вскоре карты AMD Radeon RX Vega, SK сможет предложить лишь микросхемы HBM2 со скоростью передачи данных 1,6 Гтрансферов/с и пропускной способностью 204,8 Гбайт/с.

Rambus поможет GlobalFoundries освоить выпуск 14-нм БИС с поддержкой памяти HBM2

Официальным пресс-релизом компания Rambus сообщила о разработке блока физического уровня для доступа к памяти HBM2. Что более важно, схемотехника Rambus HBM Gen2 PHY адаптирована к производству на линиях компании GlobalFoundries в рамках второго поколения техпроцесса FX-14 (14LPP). Это 14-нм техпроцесс с поддержкой «вертикальных» FinFET-транзисторов. Фактически — это техпроцесс Samsung, который она лицензировала компании GlobalFoundries, а Rambus уже не раз воплощала в «физике» интерфейсы для техпроцессов южнокорейского гиганта.

Разработка Rambus поможет компании GlobalFoundries выпускать заказные БИС для центров по обработке данных, так востребованных с ростом облачных сервисов. Причём решения могут быть как в виде вычислительных процессоров, так и в качестве процессоров для сетевого оборудования. С поддержкой памяти HBM2 будут работать процессоры, сопроцессоры и ускорители вычислений. В частности, решения с памятью HBM2 уже анонсировали компании Intel, NVIDIA и AMD. По понятным причинам компанию Intel можно убрать из списка клиентов GlobalFoundries, но NVIDIA и, особенно, AMD могут получить выгоду от данных разработок Rambus. Само собой, не бесплатно, а с выплатой лицензионных отчислений.

Интерфейс Rambus HBM Gen2 PHY разработан в полном соответствии со спецификациями стандарта JEDEC HBM2. Он поддерживает стеки HBM2 высотой до 8 слоёв с размещением на одной подложке с процессором (БИС). Скорость обмена с памятью также соответствует требованиям и достигает 2000 Мбит/с на каждый контакт или 256 Гбайт/с на стек (микросхему).

Пример реализации контроллера памяти с поддержкой HBM2 (Rambus)

Пример реализации контроллера памяти с поддержкой HBM2 (Rambus)

Добавим, от использования памяти HBM2 выиграют также платформы с использованием программируемых матриц. Это открывает путь к поддержке HBM2 со стороны компании Xilinx. Также памятью HBM2 могут воспользоваться разработчики серверных SoC на архитектуре ARM. Всё это станет возможным для выпуска на линиях компании GlobalFoundries.

Планы SK Hynix на этот год: 18-нм DRAM, 72-слойная 3D NAND, расширение фабрики M14

SK Hynix на этой неделе опубликовала финансовые результаты за 2016 год, а также рассказала о планах на 2017. Как и ожидалось, компания намерена начать массовое производство новых типов памяти и расширить производственные мощности. Примечательно то, что в краткосрочной перспективе SK Hynix намеревается вкладывать средства в увеличение производства NAND флеш-памяти, но не в увеличение выпуска DRAM.

DRAM: Расширение использования техпроцесса 21 нм и освоение 18 нм

SK Hynix начала производство DRAM по техпроцессу 21 нм в конце 2015 года. С тех пор компания постепенно расширяет использование технологии, а также старается увеличить выход годных микросхем. К настоящему времени SK Hynix использует 21 нм техпроцесс для изготовления широкого ассортимента своей продукции, включая оперативную память типов DDR4, LPDDR4, HBM2. Тем не менее, прогресс не стоит на месте: на этой неделе компания подтвердила, что она намерена начать массовое производство DRAM с использованием технологии класса 1X нм — эксперты считают, что речь идёт о 18 нм — уже в этом году.

Память SK Hynix LPDDR4X

Память SK Hynix типа LPDDR4X

SK Hynix в настоящее время не планирует существенного расширения производственных мощностей. В то же время, дальнейшее увеличение производства DRAM с использованием техпроцесса 21 нм и начало применения технологии 18 нм во второй половине года автоматически увеличат объём выпускаемой памяти (в пересчёте на бит, при условии адекватного выхода годных кристаллов). Как известно, при уменьшении ширины транзисторного затвора происходит уменьшение размеров ячеек памяти. Таким образом, объём памяти (в пересчёте на биты) на каждой 300-мм кремниевой пластине увеличивается.

Память SK Hynix DDR4

Память SK Hynix типа DDR4

Тем временем, аналитики из TrendForce считают, что спрос на DRAM в 2017 году вырастет на 20 % в годовом исчислении, в то время как производство DRAM различными производителями увеличится примерно на 19 % по сравнению с 2016 годом. Дисбаланс между спросом и предложением создаст дефицит оперативной памяти и удержит цены на высоких уровнях, говорят аналитики.

Кроме роста объёма памяти в ПК, есть ещё два фактора, которые поднимут спрос на DRAM. Во-первых, выходящие вскоре процессоры Intel Xeon поколения Skylake-EP имеют шестиканальный контроллер памяти, что означает использование минимум шести модулей памяти на процессорный разъём вместо сегодняшних четырёх. Во-вторых, флагманские смартфоны на базе Google Android получат новые подсистемы памяти объёмом 6 или 8 Гбайт LPDDR4/LPDDR4X.

NAND: 72-слойные 512-Гбит 3D NAND микросхемы к концу года

Спрос на NAND флеш-память неуклонно растет в последние годы вследствие того, что индустрия выпускает всё больше устройств на основе энергонезависимой памяти (смартфоны, твердотельные накопители, бытовая электроника и т. п. ), а объём накопителей во многих изделиях увеличивается — например, Apple iPhone 7 начального уровня теперь экипируется 32 Гбайт NAND. Для того, чтобы удовлетворить растущий спрос, производители расширяют производственные мощности и разрабатываются новые микросхемы 3D NAND большой ёмкости. В этом году SK Hynix наравне с конкурентами планирует как увеличить производство NAND, так и выпустить новые чипы памяти.

36-cлойная память SK Hynix 3D NAND (3D-V2). Иллюстрация TechInsights

36-cлойная память SK Hynix 3D NAND (3D-V2). Иллюстрация TechInsights

SK Hynix начала массовое производство 36-слойных микросхем памяти 3D NAND с двухбитовой ячейкой MLC — в компании их называют 3D-V2 — ёмкостью 128 Гбит в 2015 году. Данные микросхемы были во многом «пробой пера», они в основном используются для различных съёмных накопителей.

В прошлом году компания начала производство 48-слойных микросхем 3D TLC NAND (3D-V3), которые подходят для различных типов устройств, включая карты памяти, USB-флешки, встраиваемые накопители и SSD. Микросхемы 3D-V3 имеют ёмкость 256 Гбит — они собираются в блоки ёмкостью 512 Гбит, 1024 Гбит, 2048 Гбит и даже 4096 Гбит.

Память SK Hynix NAND

Память SK Hynix NAND

Позже в этом году SK Hynix планирует начать массовое производство 72-слойной памяти 3D TLC NAND (3D-V4), которая обещает быть весьма интересной как с точки зрения ёмкости, так и с точки зрения производительности. Во втором квартале SK Hynix планирует начать продажи микросхем 3D-V4 ёмкостью 256 Гбит. В четвёртом квартале стартует производство микросхем ёмкостью 512 Гбит (64 Гбайт), что даст возможность значительно увеличить вместительность SSD и других накопителей на базе NAND. Кроме того, размер блока (минимальная ёмкость, которую можно стереть) у 3D-V4 TLC увеличится до 13,5 Мбайт (против 9 Мбайт у 3D-V2 и 3D-V3), что повысит производительность таких микросхем по сравнению с предшественниками.

На данный момент мы не знаем, собирается ли SK Hynix увеличить скорость интерфейса своих 512-Гбит микросхем чтобы компенсировать меньший параллелизм в случае SSD небольшой ёмкости, как это сделала Samsung для своих 64-слойных 3D V-NAND чипов. Однако известно, что каталог продукции SK Hynix уже включает мультичиповые NAND-сборки ёмкостью до 8192 Гбит (1 Тбайт), что даст возможность создавать объёмные SSD малых размеров — например, односторонний модуль M.2 ёмкостью 2-4 Тбайт.

В то же время 512-Гбит микросхемы флеш-памяти неизбежно заставят SK Hynix и её партнеров отказаться от выпуска SSD малых объёмов (120/128 Гбайт), поскольку производительность таких накопителей будет очень низкой даже при высоких скоростях интерфейса (~800 Мтрансферов/с).

3D NAND на втором этаже M14

Как уже сообщалось ранее, SK Hynix планирует начать использование второго этажа производственного комплекса M14 для производства 3D NAND в 2017 году. На этой неделе компания в очередной раз подтвердила намерения, но не стала раскрывать каких-либо подробностей.

В любом случае, по мере роста производства памяти на M14, компания увеличивает свои объёмы и доход. А по мере перехода SK Hynix на выпуск 3D NAND большой ёмкости — 256 Гбит сейчас и 512 Гбит в четвёртом квартале — общий объём производства памяти (в пересчёте на бит) также увеличится.

Производственный комплекс SK Hynix M14

Производственный комплекс SK Hynix M14

В июле этого года SK Hynix также начнёт расширение «чистой» комнаты фабрики C2 в Вузи (Китай), что обойдётся в $790 млн. и займёт почти два года. Производственный комплекс C2 используется для изготовления DRAM, а его расширение позволит сохранить текущий объём выпуска оперативной памяти при переходе на более современные технологии производства, требующие применения многократного экспонирования, которое делает производственные циклы длиннее.

Впрочем, поскольку работы будут завершены лишь в апреле 2019 года, расширения производственных мощностей не окажет никакого влияния на цены DRAM в ближайшем будущем. Кроме того, принимая во внимание причину расширения «чистой» комнаты (увеличение длины цикла производства памяти), далеко не факт, что оно вообще окажет какой-либо эффект на цены.

Графические процессоры AMD Vega имеют продвинутую систему кеширования

Попытка выйти за пределы, диктуемые объёмом локальной видеопамяти, не нова — ещё в эпоху становления шины AGP, разработанной компанией Intel, в неё были заложены такие технологии, как DMA и DME, последняя из которых позволяла графическому процессору работать в общем адресном пространстве для локальной и системной памяти. Существовал даже чип, а точнее, целая серия чипов, родоначальником которой является Intel i740, для которой способ хранения текстур в системной памяти ПК был единственным. Но даже в режиме AGP 8x пропускная способность составляла всего 2 Гбайт/с, чего очень быстро стало недостаточно для 3D-графики. Позднее похожий подход использовали некоторые малобюджетные решения NVIDIA, но скорости доступа к локальной видеопамяти уже выросли настолько, что сделали саму затею бессмысленной.

Как оказалось, сама идея не умерла; более того, AMD воплотила её в кремнии в новых графических процессорах Vega и назвала High Bandwidth Cache. На блок-схеме всё выглядит логично; к тому же можно вспомнить NVIDIA с её шиной NVLink, которая, по сути, служит той же цели. Но пропускная способность NVLink составляет 80 Гбайт/с, а у наиболее распространённого сегодня варианта PCI Express версии 3.0 она лишь приближается к 16 Гбайт/с. Таким образом, эффективность использования системной памяти в связке с куда более быстрой памятью на борту современных графических ускорителей находится под вопросом, но у AMD есть за пазухой любопытное решение, позволяющее обойти данное ограничение. Глава подразделения Radeon Technologies Group компании AMD Раджа Кодури (Raja Koduri) заявил, что подавляющее большинство современных игр, охочих до объёма видеопамяти (в качестве примера приведены The Witcher 3 и Fallout 4 в режиме 4K), используют захваченную память чрезвычайно неэффективно — порой в процессе рендеринга задействуется лишь половина объёма, а вторая занимается «на всякий случай».

И разработчики игр, ориентирующиеся на охват как можно более широкого ассортимента графических процессоров, вынуждены поступать так, поскольку перемещение больших массивов данных из видеопамяти и обратно очень негативно отражается на конечной производительности. По сути, они вынуждены страховаться, резервируя дополнительный объём видеопамяти под своеобразный кеш. В состав Vega же входит новый контроллер памяти под названием HBCC (High Bandwidth Cache Controller). Его логика работы чем-то похожа на технологию «умных предсказаний», реализованную в Zen: он способен подгружать в быструю набортную память HBM2 только действительно нужные данные. По словам Кодури, выиграть от этого могут даже уже имеющиеся игры, например, при процедуре переключения задач в ОС, когда игроку нужно переключиться в браузер и обратно — такое действие будет выполняться гораздо быстрее. В теории основная игровая конфигурация Vega 10 с 8 Гбайт HBM2 на борту сможет работать, как будто она оснащена 16 Гбайт памяти, но насколько технология HBC будет эффективна на практике, покажет тестирование в современных играх. Ждать осталось не так уж долго: рабочие карты на базе Vega 10 уже были продемонстрированы публике, а официального их появления стоит ожидать в течение первого полугодия.