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Vier gestapelte Dies eines Speicherchips für einen Hybrid Memory Cube
Vier gestapelte Dies eines Speicherchips für einen Hybrid Memory Cube (Bild: Micron)

HBM nicht nur für Grafikkarten

SK Hynix vergleicht in seiner HBM-Präsentation einen Stapel High Bandwidth Memory mit einem 512-Bit-Interface und 4 GHz schnellem GDDR5-Speicher: Controller und Chips sollen unter 30 statt über 80 Watt elektrische Leistung aufnehmen. Beispielsweise benötigten die DRAM-Plättchen des High Bandwidth Memory nur 1,14 bis 1,26 statt etwa 1,35 bis 1,6 Volt.

Trotz des verglichen mit 4-GHz-GDDR5-Speicher niedrigen Strombedarfs ist High Bandwidth Memory nicht langsam: Die Stacks mit 1.024-Bit-Interface mit 1 GHz liefert bereits 128 GByte pro Sekunde und pro Stapel. Ein Stapel bietet aber nur 1 GByte Speicher. Für eine High-End-Grafikkarte wären 8 GByte sinnvoll; so viele Stapel auf den Interposer rund um die GPU zu packen, dürfte aber zu eng werden. Daher hat SK Hynix schon eine verbesserte Version in Arbeit.

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  • 3D-Stacking mit DRAM auf dem SoC und 2,5D-Stacking mit DRAM und SoC auf einem Interposer (Bild: AMD)
  • Samsung 850 Evo mit 1 TByte und 512 GByte (Bild: Anandtech)
  • Aus planaren Zellen werden mit 3D-NAND-Flash gestapelte Zylinder. (Bild: Samsung)
  • In der 850 Pro/Evo sind 32 Zellschichten gestapelt. (Bild: Samsung)
  • Ein 3D-NAND-Flash-Siliziumplättchen (Bild: Samsung)
  • Eine Radeon R9 290X mit 512 Bit Interface und 16 GDDR5-Bausteinen (Bild: Techpowerup)
  • Eine Core i7-4570R mit EDRAM auf dem gleichen Träger (Bild: iFixit)
  • Wire Bonding und Through Silicon Vias (Bild: AMD)
  • Through Silicon Vias im Detail (Bild: AMD)
  • Through Silicon Vias sind viel dünner als menschliche Haare. (Bild: AMD)
  • Die beiden bisherigen HBM-Generationen im Überblick (Bild: SK Hynix)
  • Die erste HBM-Generation im Vergleich mit DDR3 und GDDR5 (Bild: SK Hynix)
  • Die erste HBM-Generation besteht aus vier DRAM-Chips mit je zwei 128-Bit-Kanälen. (Bild: SK Hynix)
  • Mockup einer Platine ohne echten Pascal-Chip oder HBM (Bild: Nvidia)
  • Ein Hybrid Memory Cube (Bild: Micron)
  • Aufbau und Verbindung eines Hybrid Memory Cube (Bild: Micron)
  • 1-GBit-Dies eines Hybrid Memory Cube (Bild: Micron)
  • Die Logikschicht ist beim Hybrid Memory Cube obligatorisch. (Bild: Micron)
  • Die fünf Schichten eines Hybrid Memory Cube (Bild: Micron)
  • Knights Landing soll 2015 erscheinen. (Bild: Intel)
  • Knights Landing bietet 16 GByte HMC-Speicher mit 480 GByte/s. (Bild: Intel)
  • Ohne die kompakte Platine müsste der Akku kleiner sein. (Bild: iFixit)
  • Unter dem A7-Deckel sitzen ein DRAM-Chip und das SoC. (Bild: iFixit)
  • (LP)DDR4 und Stapelspeicher gehört die Zukunft. (Bild: Jedec)
  • Größenvergleich von DDR4 und HBM (Bild: SK Hynix)
Die beiden bisherigen HBM-Generationen im Überblick (Bild: SK Hynix)

Die stapelt bis zu acht DRAM-Siliziumplättchen für bis zu 8 GByte pro Stapel übereinander, taktet mit 2 GHz und überträgt 256 GByte pro Sekunde und pro Stapel. Bei acht macht das wahnwitzige 2 TByte pro Sekunde - heutige Grafikkarten mit einer GPU bieten maximal 336 GByte pro Sekunde, vier Stapel der Hynix-Stacks erreichen bei 1 GHz eine Datenübertragung von 512 GByte pro Sekunde. Die Spezifikationen des Jedec-Konsortiums sehen bis zu 32 GByte Kapazität je Stack vor.

Einer der Kunden der von Hynix kommenden Speicherstapeln ist Nvidia, das High Bandwidth Memory für die Pascal-Architektur für 2016 im Aussicht gestellt hat. AMD hat noch keine Grafikkarten mit High Bandwidth Memory angekündigt, angeblich sollen 2015 erste Modelle erscheinen.

  • 3D-Stacking mit DRAM auf dem SoC und 2,5D-Stacking mit DRAM und SoC auf einem Interposer (Bild: AMD)
  • Samsung 850 Evo mit 1 TByte und 512 GByte (Bild: Anandtech)
  • Aus planaren Zellen werden mit 3D-NAND-Flash gestapelte Zylinder. (Bild: Samsung)
  • In der 850 Pro/Evo sind 32 Zellschichten gestapelt. (Bild: Samsung)
  • Ein 3D-NAND-Flash-Siliziumplättchen (Bild: Samsung)
  • Eine Radeon R9 290X mit 512 Bit Interface und 16 GDDR5-Bausteinen (Bild: Techpowerup)
  • Eine Core i7-4570R mit EDRAM auf dem gleichen Träger (Bild: iFixit)
  • Wire Bonding und Through Silicon Vias (Bild: AMD)
  • Through Silicon Vias im Detail (Bild: AMD)
  • Through Silicon Vias sind viel dünner als menschliche Haare. (Bild: AMD)
  • Die beiden bisherigen HBM-Generationen im Überblick (Bild: SK Hynix)
  • Die erste HBM-Generation im Vergleich mit DDR3 und GDDR5 (Bild: SK Hynix)
  • Die erste HBM-Generation besteht aus vier DRAM-Chips mit je zwei 128-Bit-Kanälen. (Bild: SK Hynix)
  • Mockup einer Platine ohne echten Pascal-Chip oder HBM (Bild: Nvidia)
  • Ein Hybrid Memory Cube (Bild: Micron)
  • Aufbau und Verbindung eines Hybrid Memory Cube (Bild: Micron)
  • 1-GBit-Dies eines Hybrid Memory Cube (Bild: Micron)
  • Die Logikschicht ist beim Hybrid Memory Cube obligatorisch. (Bild: Micron)
  • Die fünf Schichten eines Hybrid Memory Cube (Bild: Micron)
  • Knights Landing soll 2015 erscheinen. (Bild: Intel)
  • Knights Landing bietet 16 GByte HMC-Speicher mit 480 GByte/s. (Bild: Intel)
  • Ohne die kompakte Platine müsste der Akku kleiner sein. (Bild: iFixit)
  • Unter dem A7-Deckel sitzen ein DRAM-Chip und das SoC. (Bild: iFixit)
  • (LP)DDR4 und Stapelspeicher gehört die Zukunft. (Bild: Jedec)
  • Größenvergleich von DDR4 und HBM (Bild: SK Hynix)
Mockup einer Platine ohne echten Pascal-Chip oder HBM (Bild: Nvidia)

Für Server-CPUs erwarten wir High Bandwidth Memory nicht: Die Datentransferrate wäre zwar hilfreich, die bis auf wenige Ausnahmen höheren Latenzen hingegen eignen sich wenig für Prozessoren. Dies gilt auch für den Prefetch, also das heuristische Laden von Speicherinhalten. Mit 256 statt 8 Byte wie bei DDR3-Speicher eignet sich High Bandwidth Memory mehr für große Daten wie Texturen. Prozessoren mit integrierten Grafikeinheiten dürften künftig aber mit HBM ausgestattet werden, genauer AMDs APUs.

Allerdings ist High Bandwidth Memory nicht der einzige Speicheransatz der Zukunft: Der Hybrid Memory Cube hat das Potenzial, künftig für Beschleunigerkarten und Prozessoren verwendet zu werden.

 Kleiner High Bandwidth MemoryRiesige Hybrid Memory Cubes 

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Moosbuckel 23. Dez 2014

ebenfalls ein danke von mir

Anonymer Nutzer 19. Dez 2014

Soll er ruhig,wenn er dafür 4 Terabyte zwischenspeichern kann.^^

Dai 18. Dez 2014

Golem hat sich vielleicht etwas ungeschickt ausgedrückt im Grunde ist Hearthstone aber...

ms (Golem.de) 18. Dez 2014

Das Package-Substrat ist idR FR4, der Interposer drüber aus Silizium.

Ach 18. Dez 2014

Da kommt ja wieder sowas wie ne handfeste Aufbruchstimmung auf. Rein geometrisch gesehen...



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