Schneller, flexibler und sicherer: Der HBM4-Standard ist fertig und erlaubt 2 TByte/s
Mehr Kapazität, höhere Bandbreite: Insbesondere KI-Anwendungen stellen hohe Ansprüche an den verwendeten Speicher. Dem soll die vierte Generation des High Bandwidth Memory (HBM) Rechnung tragen, die nun als JESD270-4(öffnet im neuen Fenster) final vom Gremium Jedec standardisiert wurde(öffnet im neuen Fenster) .
Im Vergleich zu HMB3 und HMB3e markiert HBM4 einen deutlichen Geschwindigkeitssprung: Bis zu 2 TByte/s pro Speicherstapel (Stack) sieht der Standard vor.
Möglich macht das eine Verdoppelung der Kontakte auf 2.048 pro Stack, die etwas enger zusammenrücken. Ebenfalls verdoppelt wurde die Anzahl der Speicherkanäle, über die parallele Zugriffe erfolgen können. Sie sind damit weiter 64 Bit breit und in zwei Pseudokanäle unterteilt. Die Datentransferrate pro Kontakt legt der HMB4-Standard auf bis zu 8 GBit/s fest, formal ist das ein Plus um 25 Prozent verglichen mit dem Vorgänger.
Mit HMB3e haben Samsung und Micron aber bereits höhere Datenraten von 9,8 und 9,6 GBit/s/Pin erreicht. Das entspricht rund 1,25 TByte/s pro Stack. Diese Datenraten werden allerdings mit doppelt so vielen Kontakten vorerst nicht zu halten sein.
An der möglichen Kapazität hingegen ändert sich nichts: Erlaubt sind weiterhin 4, 8, 12 oder 16 gestapelte Speicher-Dies. Mit 32-GBit-Dies käme ein Stack auf bis zu 64 GByte, was bereits mit HBM3e möglich ist, bislang aber nicht angeboten wird. Auch HBM4-Module werden anfangs wohl nur mit geringerer Kapazität verfügbar sein.
Abwärtskompatibel und sparsamer
Eine Besonderheit hebt die Pressemitteilung bereits hervor: Die HBM4-Schnittstelle ist abwärtskompatibel zu HBM3, ein Speichercontroller kann also beide Standards unterstützen. Das soll mehr Flexibilität bei der Bestückung ermöglichen.
Elektrisch und intern finden sich größere Änderungen: Legte der HBM3-Standard die Kern- und IO-Spannung (VDDC und VDDQ) noch auf 1,1 Volt fest, erlaubt der Nachfolger mehr Flexibilität. Für VDDC sind nun 1,05 und 1 Volt erlaubt, für VDDQ sind sogar vier mögliche Werte (0,9, 0,8, 0,75 und 0,7 Volt) vorgesehen. Das soll eine Reduzierung der Leistungsaufnahme ermöglichen.
Ein neues Feature namens Directed Refresh Management soll Rowhammer-Angriffe verhindern, indem auch an die aufzufrischende Speicherzeile angrenzende Zeilen aufgefrischt werden. Es muss vom Speicher-Controller explizit aktiviert und ausgelöst werden.
Nvidia will HBM4 mit den für 2026 geplanten Rubin-GPUs nutzen, der Nachfolger Rubin Ultra soll bereits HBM4e verwenden. AMDs für 2026 geplante MI400 dürfte ebenfalls auf HBM4-Speicher setzen.
SK Hynix hat nach eigenen Angaben im März 2025 erste HBM4-Muster ausgeliefert(öffnet im neuen Fenster) , Samsung und Micron arbeiten ebenfalls an eigenen Lösungen.