Теги → hbm3

Rambus подняла пропускную способность HBM3 на невиданную высоту — до 1 Тбайт/с и больше

Компания Rambus представила полностью интегрированное решение для подсистем памяти HBM3. Этот стандарт ещё не утверждён комитетом JEDEC, хотя черновик готов и разработчики могут создавать контроллеры. Решение Rambus превзошло самые смелые ожидания, обещая поднять пропускную способность памяти HBM3 более чем в два раза по сравнению с HBM2 — до 1075 Гбайт/с.

Источник изображения: Rambus

Источник изображения: Rambus

Ранее считалось, что скорость вывода по каждому контакту интерфейса HBM3 будет достигать 6,4 Гбит/с. Стандарт HBM2 обеспечивал обмен со скоростью до 3,2 Гбит/с на каждый контакт шины данных. Решение Rambus обещает увеличить скорость обмена по каждому контакту HBM3 до 8,4 Гбит/с, что более чем в 2,5 раза больше по сравнению с HBM2. Добавим к этому возможность HBM3 поддерживать до 16 микросхем памяти в стеке — тоже в два раза больше, чем в случае HBM2 — и получим на выходе подсистему памяти максимальной ёмкости 64 Гбайт со скоростью 1,075 Тбайт/с.

Предложенное компанией Rambus решение будет воплощено в жизнь довольно нескоро — хорошо, если через год–два. До потребительских видеокарт оно доберётся ещё позже, если вообще в них попадёт. Судьба подобных подсистем памяти — это ускорители для задач ИИ и машинного обучения, а также для обработки больших данных. Тем не менее, Rambus показала достижимые границы технологии HBM, а горизонты могут простираться намного дальше.

Память HBM3 предложит пропускную способность до 655 Гбайт/c на стек, заявила SK Hynix

Память HBM, отличающаяся очень высокой пропускной способностью, так и не завоевала должной популярности на рынке потребительских видеокарт, однако нашла широкое применение в ускорителях вычислений для дата-центров. Следующим поколением памяти HBM станет HBM3. Компания SK Hynix поделилась свежей информацией о своих планах относительно выпуска памяти нового типа, а также некоторыми спецификациями.

Источник изображения: SK Hynix

Источник изображения: SK Hynix

Комитет JEDEC, отвечающий за стандартизацию оперативной памяти, в том числе HBM, формально пока не утвердил окончательные спецификации стандарта HBM3. Однако SK Hynix, как и некоторые другие производителя памяти, уже занимаются разработкой нового стандарта.

Как пишет Tom's Hardware, ссылающийся на официальный сайт SK Hynix, новый тип памяти «сможет обрабатывать до 655 гигабайт информации в секунду со скоростью ввода-вывода на уровне 5,2 Гбит/с [подразумевается эффективная частота в 5,2 ГГц — прим. ред.]». Для сравнения, выпускаемые сегодня SK Hynix стеки памяти HBM2E обеспечивают пропускную способность на уровне 460 Гбайт/с при эффективной частоте в 3,6 Гбит/с. Разница более чем на 40 %.

Современные устройства, нуждающиеся в памяти с высокой пропускной способностью (к ним относятся, например, высокопроизводительные GPU и FPGA), как правило оснащаются 4–6 стеками памяти типа HBM2E. То есть общая пропускная способность подсистемы памяти при использовании стеков HBM2E может достигать 1,84–2,77 Тбайт/с. В то же время при использовании памяти нового стандарта HBM3 этот показатель можно будет увеличить до 2,66–3,99 Тбайт/с.

SK Hynix не сообщает, когда именно стоит ждать появления продуктов с памятью стандарта HBM3. В начале 2020 года SK Hynix лицензировала у компании Xperi технологию межкристальных соединений 2.5D/3D для пространственной сборки кристаллов в единый стек. Технология DBI Ultra позволяет создать на одном квадратном миллиметре площади от 100 тыс. до 1 млн соединений и объединять в стек до 16 кристаллов, за счёт чего можно будет создавать чипы HBM3 большой ёмкости, а также 2,5D или 3D-решения со встроенной памятью нового стандарта.

Micron представила память HBMnext, преемника HBM2e

В продолжение предыдущей истории, посвящённой анонсу Micron технологии памяти GDDR6X для грядущих видеокарт NVIDIA Ampere, компания также объявила о разработке HBMnext. Эта память обещает принципиальный прирост пропускной способности в будущих видеокартах.

AMD Fiji — первый ГП, использующий HBM

AMD Fiji — первый ГП, использующий HBM

Возможно, HBMnext — это рабочее название многослойной памяти HBM нового поколения. На данный момент не ясно, является ли HBMnext просто дальнейшим развитием HBM2e или, что более вероятно, речь идёт о действительно следующем поколении, которое до сих пор фигурировало в новостях и слухах под именем HBM3.

Производитель также сообщил, что скорость передачи данных в новых чипах ожидается на уровне 3,2 Гбит/с. Для сравнения: в ускорителе NVIDIA A100 на базе технологии HBM2e используются чипы со скоростью в 2,4 Гбит/с. А в AMD Radeon VII применяется память HBM2 со скоростью передачи данных в 2 Гбит/с.

Micron планирует начать поставки чипов памяти HBMnext, соответствующих стандарту JEDEC, в конце 2022 года. Речь идёт о модулях по 8 Гбайт в 4 слоя или 16 Гбайт в 8 слоёв. Продукты на базе Intel Xe-HP и AMD Arcturus будут выпущены в следующем году, так что они точно не будут использовать память HBMnext.

Анонсирован первый контроллер HBM3: быстрее, выше, сложнее

Компания SmartDV Technologies представила первый контроллер памяти HBM3, который доступен для лицензирования разработчиками различных систем-на-кристалле. Судя по всему, память типа HBM3 сможет предложить вдвое большую пропускную способность по сравнению с HBM2E, а также ёмкость одной микросхемы до 64 Гбайт, чем обеспечит задел на будущее на много лет вперёд.

Первый контроллер HBM3

К настоящему времени, комитет JEDEC утвердил черновой вариант HBM3. Формально, новая спецификация пока не утверждена, но черновая версия 0.7 типично называется Complete Draft (законченным черновиком), поддерживает все возможности стандарта и определяет все электрические характеристики для новой технологии. Как следствие, различные разработчики могут начинать проектировать свои контроллеры и технологии для проверки реализации этих контроллеров. SmartDV Technologies стала первой компанией, представившей контроллер HBM3, который может быть лицензирован разработчиками микросхем. Работоспособность контроллера была подтверждена при помощи программируемых матриц (FPGA). При этом желающие верифицировать корректность работы конечного SoC могут воспользоваться соответствующей верификационной интеллектуальной собственностью Cadence или SmartDV.

Контроллер HBM3 компании SmartDV может быть подключен практически к любым процессорам, использующим как стандартные (AMBA APB/AHB/AXI, VCI, OCP, Avalon, PLB, Tilelink, Wishbone), так и фирменные (проприетарные) внутричиповые соединения. Контроллер поддерживает до 16 портов AXI, интерфейсы DFI 4.0/5.0, 512-разрядную шину данных, коррекцию ошибок (ECC), псевдоканалы, а также иные технологии, знакомые нам по HBM2/HBM2E.

Наличие лицензируемого контроллера HBM3 позволяет разработчикам систем-на-кристалле добавить поддержку этой технологии в SoC, которые появятся на рынке через полтора – два года.

HBM2/HBM2E: До 24 Гбайт, до 410 Гбайт/с

Многослойные микросхемы памяти типа HBM/HBM2 базируются на нескольких устройствах DRAM, соединённых между собой тысячами межблочных соединений TSV (through silicon via), которые устанавливаются на ядро базовой/буферной логики (base/buffer logic die), занимающейся координацией их работы. Каждая микросхема HBM/HBM2 соединяется с контроллером памяти при помощи 1024-разрядной шины (которая в свою очередь делится на восемь 128-разрядных каналов), которая реализована на кремниевой соединительной подложке (silicon interposer).

Подобная архитектура позволяет получить высочайшую пропускную способность памяти. К примеру, микросхема Samsung Flashbolt c восемью устройствами DRAM, 1024-разрядной шиной и скоростью передачи данных 3200 Мтрансферов/с предлагает пропускную способность 410 Гбайт/с, а четыре таких устройства — 1,64 Тбайт/с (для сравнения, пропускная способность памяти у NVIDIA GeForce Titan RTX — 672 Гбайт/с). HBM3 пойдёт дальше.

HBM3: До 64 Гбайт, до 819,2 Гбайт/с

Поскольку стандарт HBM3 до сих пор не опубликован JEDEC, мы можем судить о возможностях нового типа памяти лишь очень поверхностно.

Судя по данным Cadence, разработчики HBM3 поставили задачу увеличить количество устройств памяти в сборке до 16, а скорость передачи данных до 6400 Мтрансферов/с благодаря увеличенному вдвое параметру burst length, до BL=8. Таким образом, передовая микросхема HBM3 сможет предложить ёмкость 64 Гбайт и пропускную способность 819,2 Гбайт/с. Стоит отметить, что контроллер SmartDV HBM3 поддерживает до 1 Гбайт памяти на 128-разрядный канал.

С точки зрения режимов работы, HBM3 не будет сколько-то сильно отличаться от HBM2E, так что внедрение новой памяти не обещает быть сложным.

Цена вопроса?

Как показывает практика HBM2, межблочные соединения TSV крайне сложны в производстве, ядро базовой логики непросто подсоединять к устройствам памяти, а соединительная подложка весьма дорога.

В случае с HBM3 предлагается нарастить количество устройств памяти, что увеличит количество TSV-соединений и усложнит структуры микросхемы. В дополнение ко всему, усложнится и сама базовая логика. При этом, 16 микросхем памяти будут производить немало тепловой энергии, что не упростит охлаждение всей сборки. Как правило, усложнение ведёт к удорожанию, а значит, себестоимость конечных продуктов на базе HBM3 обещает быть выше по сравнению с продукцией на основе HBM2E.

Судя по всему, HBM3 проектировалась в первую очередь для различных специализированных ускорителей и сложных многокристальных систем, которым требуется огромная пропускная способность памяти и себестоимость которых не критична. Увидит ли мир потребительские решения на базе HBM3, покажет лишь время, но вряд ли это произойдёт в обозримом будущем.

Говоря о сроках появления HBM3, стоит помнить, что формально новый стандарт ещё не готов, а целый ряд компаний работает над устройствами, которые будут использовать HBM2E. Как бы там ни было, до массового использования HBM3 ещё довольно далеко.

Rambus выделила контроллеры DDR5 и HBM3 в качестве своих приоритетов

Представители одного из опытнейших разработчиков энергозависимой памяти — компании Rambus — на днях пообщались с инвесторами, рассмотрев как финансовые вопросы, так и планы на будущее. Rambus нередко упоминается в качестве патентного тролля, однако в компании делают акцент на участии в перспективных проектах, таких как разработка контроллеров оперативной памяти DDR5 и многослойной оперативной памяти HBM3. Последняя найдёт своё применение в готовящихся графических и HPC-ускорителях, а DDR5 со временем повсеместно заменит DDR4 — начиная с серверов и заканчивая мобильными устройствами.

Для рядового потребителя сегодня на первом плане скорее стоит вопрос стоимости оперативной памяти, нежели её пропускной способности или других характеристик. Тем не менее разработчики, и в их числе Rambus, продолжают трудиться над соответствующими контроллерами. На сегодняшний день единственным крупным клиентом Rambus является компания AMD, которая использует плод стараний соседей по Саннивейлу — контроллер DDR4 — в процессорах Ryzen.

DDR5 почти наверняка начнёт свой путь с серверного рынка, поэтому Rambus акцентирует внимание потенциальных клиентов на контроллерах DDR5 в составе модулей памяти для серверных платформ. Характерная для этих контроллеров скорость передачи данных ожидается на уровне 4800–6400 МТ/с, техпроцесс выпуска — 7 нм. Последнее обстоятельство, а также планы разработчиков оперативной памяти по выводу на рынок DDR5 только в 2020–21 гг., говорят о том, что производство вышеупомянутых контроллеров Rambus начнётся ещё не скоро.

Эффективная частота модулей DDR5 составит не менее 4800 МГц, пропускная способность — от 38,4 Гбайт/с, максимальный объём, в связи с переходом на более тонкий техпроцесс, вырастет вдвое. Рабочее напряжение, скорее всего, снизится с 1,2 В у DDR4 до 1,1 В у DDR5. Полагаем, что свой путь память DDR пятого поколения начнёт с HPC — серверов для ресурсоёмких вычислений.

Контроллеры памяти Rambus, ассоциированные с HBM3, появятся в эру 7-нм графических процессоров и будут выпускаться по той же технологической норме. Скорость передачи данных у этих контроллеров будет достигать 4000 МТ/с. Сама память HBM3 составит конкуренцию достаточно «взрослой» (к моменту покорения полупроводниковой индустрией 7-нм рубежа) графической памяти GDDR6. В отличие от массовой DDR5, память HBM3 будет больше ориентирована на конкретные проекты и продукты, в которых важна не только пропускная способность, но и компактность исполнения.

AMD Radeon R9 Nano с памятью HBM

AMD Radeon R9 Nano с памятью HBM

Rambus прогнозирует, что в текущем году её доход от реализации продукции всех видов составит $28 млн, а лицензионные отчисления от более чем 2500 патентов — около $212 млн. Крупнейшими «донорами» компании на сегодняшний день являются Broadcom, IBM, Intel, Micron, Qualcomm, Samsung, SK Hynix и WD.

SK Hynix, Samsung, Micron и многослойная память: планы и характеристики

В последние пару лет полупроводниковая промышленность совершила большой скачок в области технологий производства памяти. Классическая DRAM в том или ином виде с нами уже не один десяток лет, но выход новых устройств, нуждающихся в огромных скоростях передачи данных, вызвал появление на свет совершенно нового типа памяти — HBM. Впервые она была опробована компанией AMD в графическом процессоре Fiji, который стал основой видеокарт Radeon R9 Fury X, Fury и Nano, а также Radeon Pro Duo.

Даже в самой первой инкарнации четыре сборки HBM смогли обеспечить пропускную способность на уровне 512 Гбайт/с, чего сегодня не может даже новейший NVIDIA TITAN X с 384-битной памятью GDDR5X (480 Гбайт/с). Спустя год Samsung удалось в достаточной мере нарастить объёмы производства новой версии многослойной высокоскоростной памяти HBM2, которая нашла своё применение в вычислительных ускорителях NVIDIA Tesla P100. Они уже поставляются на рынок супервычислений и облачных систем начиная со второго квартала текущего года.

Уже становится очевидным, что обычная DRAM хотя и просуществует на рынке достаточно долго, будущее принадлежит многослойной памяти — HBM и другим аналогичным технологиям. К тому же HBM располагается на упаковке рядом с ЦП или ГП и не требует много места, что позволяет сделать системы с её использованием более компактными. Но HBM2 пока новый, дорогой продукт, выпускающийся в недостаточно массовых количествах. Мы знаем, что производство HBM2 Samsung начала в первом квартале этого года, а SK Hynix запаздывает и только собирается начать выпуск своего варианта HBM2 в этом квартале.

На мероприятии Hot Chips 28 обе компании продемонстрировали свои каталоги выпускаемых продуктов и планы на будущее относительно многослойной памяти. Согласно опубликованным слайдам, у HBM2 есть как минимум две альтернативы или ответвления — HBM3 и low cost HBM. Последняя представляет особенный интерес. Эта удешевлённая версия HBM была представлена Samsung как выгодное по цене решение, опережающее HBM1, но несколько уступающее в производительности HBM2. Удешевление достигнуто за счёт уменьшения с 1024 до 512 количества пронизывающих сборку кристаллов TSV — соединений, с помощью которых кристаллы HBM и общаются с внешним миром.

В результате получается память, способная обеспечивать скорость 3 Гбайт/с на контакт и 200 Гбайт/с на сборку против 256 Гбайт/с на сборку у полноценной HBM2. 512-битный интерфейс доступа с двумя или четырьмя сборками означает 1024 или 2048 Мбайт. Samsung утверждает, что она может легко производить такие чипы в массовых количествах и наводнить ими рынок. В то же время, когда HBM2 ещё не успела завоевать рынка, обе компании — Samsung и SK Hynix — уже готовятся к разработке и выпуску следующего поколения многослойной памяти, так называемой xHBM или HBM3. Первое название характерно для Samsung, второе используется SK Hynix.

Характеристики нового стандарта ещё далеки от финализации, но ключевые моменты новой технологии были оглашены. HBM3 обеспечит вдвое более высокую пропускную способность и будет обладать привлекательной ценой. Речь идёт о скоростях порядка 512 Гбайт/с на сборку против 256 Гбайт/с у HBM2. Четыре таких кристалла легко смогут обеспечить пропускную способность на уровне 2 Тбайт/с. Но в работе такие цифры мы увидим нескоро; коллеги с WCCFTech полагают, что речь идёт о видеокартах, которые появятся как минимум после NVIDIA Volta.

Производители памяти продолжают обсуждать такие параметры HBM3, как себестоимость, форм-факторы, энергопотребление и плотность упаковки. Сейчас HBM2 может обеспечить ёмкость до 48 Гбайт, так что с внедрением HBM3 следует ожидать цифр от 64 Гбайт. Но не одной HBM жива индустрия памяти. Как уже было сказано, DRAM ещё долго будет присутствовать на рынке, и компания Micron огласила свои планы в отношении этого типа памяти.

Планируется, что опытные поставки чипов DDR5 DRAM начнутся в 2018 году, а массовое производство таких микросхем (и модулей памяти) развернётся годом позже, в 2019 г. Ключевой особенностью DDR5 в сравнении с DDR4 является вдвое более высокая пропускная способность и напряжение питания, составляющее всего 1,1 вольта. Это означает повышение тактовых частот, а ёмкость будет варьироваться в пределах от 8 до 32 Гбайт. Эквивалентные частоты для DDR5 составят 3200 МГц в начале производства и достигнут значения 6400 МГц по мере того, как выход годных кристаллов будет увеличиваться, а новый стандарт — завоевывать рынок оперативной памяти.

Micron также рассказала о своей альтернативе HBM, многослойной памяти HMC (Hybrid Memory Cube). Компания называет HBM «плохой копией» HMC, поскольку последняя обладает рядом возможностей, недоступных HBM и может состязаться с ней только в пропускной способности. Помимо всего прочего, Micron продолжает активно сотрудничать с Intel в разработке и продвижении энергонезависимой памяти нового поколения 3D XPoint. Подводя итоги, скажем, что ключевыми годами для рынка памяти, основываясь на имеющихся данных, можно назвать 2018-й и 2019-й.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Xbox проведёт юбилейную трансляцию с ретроспективой последних 20 лет бренда 10 мин.
В резюме главы студии-разработчика S.T.A.L.K.E.R. 2 нашли упоминание неанонсированного проекта 28 мин.
Facebook планирует сменить название, чтобы соответствовать концепции «метавселенной» 51 мин.
Сервисы Microsoft названы крупнейшими хостингами для вредоносного ПО 2 ч.
Соавтор Halo Маркус Лето встанет у руля новой студии Electronic Arts по созданию игр от первого лица 2 ч.
Релиз кооперативного приключения We Were Here Forever отложили до 2022 года 2 ч.
Авторы платформера Demon Turf объявили дату выхода проекта и анонсировали возможность выиграть Steam-копию 2 ч.
Аудитория пиратского онлайн-экшена Sea of Thieves разрослась до 25 млн игроков 2 ч.
ПК-версия Marvel’s Guardians of the Galaxy оказалась почти вдвое «стройнее» ожидаемого 2 ч.
Microsoft Flight Simulator получит издание Game of the Year с новым контентом и поддержкой DirectX 12 3 ч.