Speichertechnik: Samsung will als Erster HBM2 in 12 Ebenen und 24 GByte bauen

8 GByte und acht Layer übereinander sind bisher der Standard für HBM2-Module. Samsung will das ändern und stapelt zwölf Ebenen übereinander - bei gleicher Bauhöhe. Das soll die Kapazität pro Baustein und die Latenzen verbessern.

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Samsung stapelt zwölf statt acht Ebenen übereinander.
Samsung stapelt zwölf statt acht Ebenen übereinander. (Bild: Pixabay.com/CC0 1.0)

Samsung entwickelt derzeit eine neue Technik, die zwölf DRAM-Chips übereinanderstapelt. Diese Zwölf-Ebenen-3D-TSV soll für HBM2-Speicher verwendet werden. Diesen nutzt AMD beispielsweise in Grafikkarten wie der Radeon VII und Vega 64. Allerdings ist das Stapeln von DRAM-Chips derzeit nur über acht Ebenen möglich. Die maximale Kapazität pro Package liegt bei 8 GByte. Samsung will das mit seinem Verfahren ändern und demnächst 24-GByte-Module bauen.

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Die Bauhöhe soll dabei gleich bleiben. Der Hersteller spricht von 750 Mikrometern. Über 60.000 TSV-Löcher sind die übereinanderliegenden Ebenen miteinander verbunden. Darüber werden die elektrischen Signale übertragen. Laut Samsung soll die Datentransferlatenz zwischen den verschiedenen Ebenen geringer ausfallen. Das ist nur logisch, denn die Leiterbahnen sind bei gleicher Bauhöhe kürzer.

Bei 3D TSV (Trough Silicon Via) agiert die unterste Ebene des Stapels als Master, der die darüberliegenden Slave-Ebenen anspricht. Der Master selbst ist durch eine einzelne Verbindung mit dem Rest des Systems verbunden, etwa der Hauptplatine einer Grafikkarte. Im Gegensatz zu DRAM-Modulen können so gebaute HBM-Chips direkt an das SoC angebunden werden und benötigen weniger Platz auf der Platine. "Da die Skalierung durch Moores Law ihr Limit erreicht, wird die 3D-TSV-Technik erwartungsgemäß wohl eine größere Rolle spielen", sagt Samsung in der Pressemitteilung.

HBM2-Speicher ist im Gegensatz zum weit verbreiteten GDDR-Standard wesentlich schneller. Allerdings zeigen Produkte wie die Radeon VII, dass der Speicher teuer ist und vom Hersteller in teils nicht ausreichenden Mengen gebaut werden kann. Daher hat AMD bei seinen Navi-GPUs wie Nvidia auf preiswerteren GDDR6 umgestellt.

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