AMD prezentuje szczegóły pamięci HBM - Następca GDDR5

Firma AMD zaprezentuje w przyszłym miesiącu nowe karty graficzne z serii Radeon R9 300, które przyniosą kilka ciekawych nowinek technologicznych. Rynek GPU od dawna bazuje na konstrukcjach opartych na tych samych schematach - w przypadku wielu modeli, zmieniają się tak naprawdę tylko architektury we wnętrzu rdzenia, a pozostałe podzespoły łącznie z modułami pamięci graficznej są kopiowane z generacji na generację. AMD jakiś czas temu postanowiło rozpocząć pewną rewolucję w segmencie konsumenckich akceleratorów graficznych , czego wynikiem będzie stworzenie Radeona R9 390X posiadającego innowacyjną budowę procesora graficznego.

Główną nowością w serii AMD Radeon R9 300 będą moduły pamięci HBM.

Jak dobrze wiemy, wspomniany flagowy model nie będzie posiadał pamięci GDDR5, które zostaną zastąpione przez moduły HBM znajdujące się w pobliżu rdzenia, a dokładniej - na tej samej podstawce. Zbliżająca się premiera nowych kart graficznych zachęca producenta do publikowania coraz większej ilości informacji na temat. Dzisiaj do sieci trafiły oficjalne slajdy prezentujące szczegóły technologii HBM stosowanej w nowych Radeonach.

AMD zajęło się przede wszystkim porównaniem nowych pamięci opracowanych razem z Hynixem do wykorzystywanej obecnie technologii, czyli GDDR5. Zanim zajmiemy się analizą poszczególnych slajdów, wrócimy jeszcze na chwilę do modelu Radeon R9 390X. Według niektórych przecieków, miał on zostać wyposażony w 8 GB pamięci graficznej, jednak najnowsze wieści na temat technologii HBM po raz kolejny zdementowały te plotki. Dlaczego?

AMD Radeon R9 390X zostanie wyposażony w 4 GB pamięci HBM.

AMD przy pierwszej generacji HBM będzie mogło zamontować cztery moduły pamięci o pojemności 1 GB każdy (2 Gb na stos), co łącznie daje nam 4 GB. W tym przypadku nie będzie możliwe zwiększenie ilości pamięci, gdyż jedynym sposobem byłoby zastosowanie pojemniejszych modułów (2 GB), które pojawią się dopiero przy kolejnej generacji HBM. Dobrze, wiemy już na czym stoimy w przypadku R9 390X, więc wróćmy do materiału AMD:

Pojedynczy moduł pamięci HBM posiada wymiary 5 x 7 milimetrów. Procesor graficzny posiadający rdzeń GPU oraz cztery moduły HBM będzie zajmował mniej niż 70 x 70 milimetrów.

Standard GDDR5 zaczyna być kulą u nogi dla producentów kart graficznych. Przede wszystkim, wykorzystywana obecnie technologia nie pozwala na zwiększanie wydajności przy jednoczesnym zachowaniu odpowiedniej krzywej dla poboru energii. W konsekwencji oznacza to zablokowanie rozwoju kart graficznych. AMD rozpoczęło pracę nad rozwiązaniem problemu wiele lat wcześniej.

Według AMD, moduły pamięci GDDR5 nie mogą być już mniejsze. Potrzeba sporej ilości pojedynczych kości, aby osiągnąć zadowalającą przepustowość - pamięć zaczyna zajmować coraz większą powierzchnię na płytach PCB, a jej wymagania co do energii zmuszają producentów do stosowania większych sekcji zasilania. Wszystko to wpływa na rozmiary kart graficznych z najwyższego segmentu.

Integracja pamięci DRAM z procesorem graficznym lub inną jednostką SoC nie jest opłacalna, więc AMD oraz Hynix musiały opracować nową technologię.

Na specjalnym podłożu (interposer) zostały umieszczone moduły pamięci znajdujące się jak najbliżej układów logiki. Pozwala to na stosowanie bardzo szerokich interfejsów danych zapewniających ogromną przepustowość i niższy pobór energii. Jednocześnie, można zmniejszyć taktowanie bez negatywnego wpływu na komunikację komponentów.

HBM to nowa technologia pamięci DRAM zapewniająca niski pobór energii oraz bardzo szerokie szyny danych. Wykorzystuje się ułożenie stosowe w celu ograniczenia zajmowanego miejsca - każdy stos jest połączony z kolejnym przy pomocy TSV (through silicon via). Pod każdym modułem znajduje się układ logiki stanowiący połączenie pomiędzy pamięcią a pozostałymi elementami umieszczonymi na podłożu. Warto wspomnieć, że AMD i Hynix opracowały pierwszą generację technologii HBM.

Na powyższym slajdzie widać różnice w budowie modułów pamięci GDDR5 oraz HBM. Ułożenie stosowe (3D) to oczywiście bardzo ważna kwestia dla osiągnięcia zadowalającej pojemności na małej powierzchni. Dzięki temu możliwe było umieszczenie modułów na podłożu, na którym znajduje się także chip GPU lub CPU. Tabela przedstawia specyfikację techniczną pojedynczego modułu GDDR5 oraz stosu HBM.

Oto osiągana przepustowość przez technologię GDDR5 oraz HBM w przeliczeniu na wat. Co ważne, nowe moduły będą pozwalały na przyszły wzrost wydajności - standard GDDR5 osiągnął już swój kres możliwości w tej kwestii.

Slajd mówiący więcej niż tysiąc słów - 1 GB pamięci GDDR5 zajmuje 24 x 28 milimetrów, zaś taka sama pojemność w przypadku modułu HBM to zaledwie 5 x 7 milimetrów.

Podsumowanie technologii HBM w pigułce - wysoka przepustowość, wysoka wydajność energetyczna, mała powierzchnia oraz innowacja. To wszystko będzie miało wpływ na format oraz możliwości przyszłych kart graficznych.

Źródło: AMD