AMD wyjawia szczegóły na temat pamięci HBM

Kiedy mówimy o nowych generacjach kart graficznych, najczęściej mamy na myśli nowe procesory graficzne – w głównej mierze to właśnie one są siłą napędową rozwoju branży. Pamięć wideo schodzi na dalszy plan, bo jakby nie patrzeć, mamy tutaj małą możliwość wyboru – nie licząc budżetowych modeli, producenci ciągle stosują kości GDDR5, które są dostępne już prawie od siedmiu lat (pierwszą kartą wykorzystującą takie pamięci był Radeon HD 4870).

Problem jednak w tym, że pamięci GDDR5 nie są idealne i zaczyna to coraz bardziej doskwierać producentom układów graficznych. Pojedyncze kości komunikują się z procesorem graficznym za pomocą 32-bitowej magistrali, a więc, by osiągnąć większą przepustowość, konieczne jest zastosowanie większej liczby kości pamięci. Oprócz tego potrzebują one stosunkowo dużych regulatorów napięcia, bo wraz ze wzrostem przepustowości, wzrasta też pobór mocy (i to nieproporcjonalnie). W efekcie, do uzyskania coraz większej wydajności pamięci wideo, konieczne jest wygospodarowanie coraz większej powierzchni na laminacie kart graficznych.

Firmy AMD i SK Hynix zawiązały partnerstwo technologiczne i postanowiły opracować nowy standard pamięci, który nie będzie hamował rozwoju kart graficznych – tak powstała pamięć High Bandwidth Memory (HBM). Obydwie firmy zobowiązały się opracować specyfikację i rozwijać nowy standard.

Główna różnica sprowadza się do integracji pamięci bezpośrednio na podłożu, na którym umieszczony jest procesor graficzny – dzięki temu znajduje się ona bliżej rdzenia i wykorzystuje dużo szerszą magistralę (1024-bit zamiast 32-bit).

Oprócz tego producent zdecydował się na pionowe rozłożenie warstw pamięci, co pozwoliło zwiększyć jej gęstość – podobne rozwiązanie jest już stosowane w pamięciach Intel/Micron 3D NAND lub Samsung 3D V-NAND dla dysków półprzewodnikowych (SSD). Pierwsze kości HBM powinny mieć pojemność 8 Gb (1 GB), ale już są w planach wersje o pojemności 16 Gb (2 GB). Dla porównania, obecnie stosowane kości GDDR5 mają pojemność tylko 2 Gb (256 MB) lub góra 4 Gb (512 MB).

Pamięć HBM pracuję z niższym taktowaniem, ale dzięki dużo szerszej magistrali oferuje większą przepustowość - dla jednej kości może ona wynosić ponad 100 GB/s, podczas gdy dla jednej kości GDDR5 jest to zaledwie 28 GB/s. Oprócz tego pamięć HBM ma niższe napięcie zasilające, co bezpośrednio wpływa na niższy pobór energii elektrycznej. W efekcie otrzymujemy ponad 3-krotnie większą efektywność energetyczną (przepustowość w przeliczeniu na pobieraną moc).

To jednak nie koniec, bo pamięć HBM zajmuje dużo mniej miejsca. Same kości mają wymiary 5 x 7 mm, a więc powierzchnia 1 GB pamięci jest tutaj nawet o 94% mniejsza od tej wymaganej przez pamięć GDDR5 (35 mm2 zamiast 672 mm2).

Dzięki mniejszym wymiarom kości i integracji ich na podłożu z procesorem graficznym, zmniejszy się też powierzchnia całego podsystemu odpowiedzialnego za pamięć wideo karty graficznej. Według udostępnionych nam informacji, powierzchnia karty wykorzystującej nowe pamięci HBM jest o ponad połowę mniejsza niż Radeona R9 290X. Prawda, że robi wrażenie? :)

Nowy standard początkowo zostanie wykorzystany w kartach graficznych AMD z serii Radeon 300. Zapewne interesują Was szczegóły, ale… niestety, jeszcze nie możemy ich ujawnić ;-). Nie oznacza to jednak, że nie będą mogli z niego korzystać inni producenci – wręcz przeciwnie, będzie on dostępny dla wszystkich zainteresowanych. Przykładowo, koncern Nvidia zapowiedział jego wdrożenie w kartach graficznych z generacji Pascal (jako 3D Memory), których premiera ma nastąpić już w przyszłym roku.

Wykorzystanie pamięci HBM otwiera też nową drogę – konstruowania potężnych akceleratorów dla mniejszych komputerów SFF i ITX. Jesteśmy ciekaw czy producenci będą nią podążać i jak wykorzystają jej możliwości.