AMD presenterar HBM-minnet i Radeon "Fiji"

AMD presenterar HBM-minnet i Radeon "Fiji"

Efter snart sju år med GDDR5-videominne är det dags för nästa stora skifte. Efterträdaren stavas High Bandwidth Memory och är först ut med AMD:s kommande Radeon-flaggskepp.

Sommaren 2008 lanserade AMD Radeon HD 4870 – världens första grafikkort med GDDR5-minne. Minnesstandarden innebar ett signifikant bandbreddslyft jämfört mot åldrande GDDR3 och har sedan introduktionen utvecklats till att erbjuda allt högre klockfrekvenser och därmed också bandbredd.

Senaste nytt om GDDR5 är att SK Hynix nått ett genombrott genom att erbjuda kapslar med standardfrekvensen 2 000 MHz (8 000 MHz effektivt). Detta kommer dock inte utan nackdelar i form av ökad strömförbrukning, där minnet gör ett allt större anspråk i takt med att AMD och Nvidia pressar gränserna.

AMD-HBM-Fiji-2.jpg
AMD-HBM-Fiji-3.jpg

En annan nackdel som gäller GDDR5, men också företrädare som GDDR3, är att de separata minneskapslarna inte blir mindre och att många behövs för att nå den höga bandbredd som efterfrågas. Exempelvis omgärdas grafikprocessorn Hawaii i Radeon R9 290X av inget mindre än 16 stycken GDDR5-kapslar, någonting som har direkt inverkan på möjligheten att krympa grafikkortets fysiska storlek.

AMD-HBM-Fiji-4.jpg
AMD-HBM-Fiji-5.jpg
AMD-HBM-Fiji-6.jpg

Historiskt har integration av komponenter på samma kisel som processorn löst liknande bekymmer, men just minne är för kostnadsineffektivt. Här kommer HBM – High Bandwidth Memory – in i bilden och ännu en gång är AMD först ut med att dra nytta av en ny minnesteknik.

AMD-HBM-Fiji-7.jpg

Konceptet skiljer markant från tidigare lösningar. Istället för att montera minnet på kretskortet (grafikkortet) placeras kapslarna tätt intill grafikprocessorn via en så kallad interposer eller "mellanlager". Det här är så nära det är möjligt att integrera två komponenter utan att de tillhör samma krets.

Innan fördelarna dras lösningen med en nackdel. Mellanlagret är i sig en bit kisel med ledningsbanor, någonting som drar upp priset och i alla fall på kort sikt gör att tekniken inte lämpar sig prispressade lösningar. Utöver detta är dock fördelarna många jämfört mot dagens GDDR5.

AMD-HBM-Fiji-8.jpg

AMD trycker på att den nära integrationen gör det möjligt att använda en väldigt enkel minneskontroller med avsevärt mindre brusreducerande logik än tidigare. Det här leder i sin tur till att mer utrymme frigörs för kraftfullare processorer med fler beräkningsenheter och högre klockfrekvenser.

AMD-HBM-Fiji-10.jpg
AMD-HBM-Fiji-14.jpg

Minnestekniken ska också drastiskt sänka strömförbrukningen mot GDDR5, som i AMD:s tester levererar 10,66 GB/s per förbrukad watt med ett Radeon R9 290X, som har en minnesbandbredd på 320 GB/s. Med andra ord står minnet för 30 watt av grafikkortets totala strömförbrukning, och det räknar inte med grafikprocessorns minneskontroller. Jämfört mot en ännu ospecificerad HBM-baserad lösning stiger energieffektiviteten flerfaldigt för att erbjuda minst 35 GB/s per förbrukad watt.

Grunden för tekniken är staplat minne enligt konceptet through-silicon via (TSV), där minneskretsarna produceras med fysiska hål som fylls av ledande material. Det här skapar vertikala ledningsbanor när kretsarna sammanfogas. Fördelen är att det krävs lägre spänning för att skicka signaler mellan kretsarna, vilket ger lägre strömförbrukning och därmed mer utrymme för högre prestanda.

Bilderna visar att HBM-minnet är avsevärt högre än processorn, någonting som skulle kunna försvåra kylningen. Det är dock viktigt att ta presentationsbilderna för vad de är – illustrationer. AMD:s Joe Macri berättar att kiselplattorna (eng. wafer) för minneskretsarna mäter in på enstaka hundra mikrometer i tjocklek, vilket gör att slutprodukten inte blir särskilt hög.

AMD-HBM-Fiji-9.jpg

I första generationen HBM, kallad HBM1, är fyra kretsar staplade ovanpå varandra. Varje har två 128-bitars IO-anslutning, för en massiv bussbredd på 1 024 bitar per minneskapsel. Till detta hör spänningen 1,3 V och en klockfrekvens på 500 MHz (1 000 MHz effektivt), för en bandbredd om 128 GB/s. I AMD:s egna illustrationer ackompanjeras processorn av fyra HBM-kapslar, vilket alltså motsvarar 512 GB/s via en ultrabred 4 096-bitars minnesbuss.

AMD-HBM-Fiji-11.jpg
AMD-HBM-Fiji-12.jpg

Det sista problemet HBM löser är att tidigare tekniker som GDDR5 tar upp mycket plats fysiskt. Varje kapsel erbjuder samma mängd videominne som fyra stycken GDDR5-minneskapslar, samtidigt som varje HBM-modul är mindre. För AMD:s ännu ospecificerade HBM-baserade produkt innebär det en halvering i utrymme för grafikprocessor och minne jämfört mot Radeon R9 290X, någonting som i alla fall på pappret borgar för mindre grafikkort även i det yppersta prestandasegmentet.

AMD vill inte gå in på några närmare detaljer om den kommande produkten med HBM, utan avslöjar endast att det handlar om ett grafikkort. Minnestekniken är dock inte exklusiv den typen av produkter, utan kan även användas i exempelvis mer påkostade APU-kretsar med integrerad grafik i det övre mellansegmentet.

Kommentarer till artikeln

41 debattinlägg

Skicka en rättelse
19

Medlem bygger väggmonterad dator i Galleriet

Medlemmen "johan32" bygger dator i chassi från Thermaltake, dock med en något unik twist. Läs mer

7

Fredagspanelen 138: Ryzen Threadripper, Radeon RX Vega och Intel Coffee Lake

Fredagspanelen är tillbaka efter sommaruppehållet, med mängder av godis från AMD:s lansering av Ryzen Threadripper och Radeon RX Vega samt Intels stundande utrullning av Coffee Lake. Läs mer

364

AMD kör fult spel med prissättningen av Radeon RX Vega 64

Kort efter att Radeon RX Vega 64 hittat ut i butik höjdes priserna rejält, men redan innan misstänkte redaktionen att någonting inte stod rätt till när AMD aviserade den svenska prislappen. Läs mer

22

SweClockers firar skolstarten med gratis annonsering i Marknad

Som det gamla ordspråket säger; efter sommar kommer skolgång. För att hjälpa teknikälskande studenter på traven bjuder SweClockers under hela helgen på gratis annonsering. Läs mer

25

Quake Champions släpps i Early Access 22 augusti

Den PC-exklusiva actionskjutaren Quake Champions väntas släppas på riktigt först senare under året, men lanseras redan senare under månaden i en Early Access-version via Steam. Läs mer

8

Alphacool visar vattenblock för AMD Ryzen Threadripper

För entusiaster som vill få ut det mesta ur sina AMD Ryzen Threadripper-processorer släpper Alphacool vattenblocket Eisblock Flatboy, skräddarsytt för sockel TR4. Läs mer

42

Test: Fractal Design Meshify C

Fractal Design skiftar fokus från tystnad till högt luftflöde med den nya chassiserien Meshify, där premiärmodellen Meshify C tar plats i SweClockers testlabb för en ordentlig genomgång. Läs mer

206

Intel: "Core i7-8700K är 51 procent snabbare än Core i7-7700K"

Efter en utbildning för återförsäljare läcker Intels officiella prestandasiffror för Coffee Lake ut på webben, där fler kärnor resulterar i rejäla prestandaökningar mot dagens Kaby Lake. Läs mer

67

HMD tillkännager flaggskeppstelefonen Nokia 8

Telefontillverkaren HMD har tidigare under året lanserat smarta telefoner märkta Nokia. Dessa telefoner har främst varit riktade till budgetsegmentet, men nu presenteras flaggskeppet Nokia 8. Läs mer

31

Alphacool tillkännager sluten vattenkylning och vattenblock för AMD Radeon RX Vega

För de som inte nöjer sig med luftkylning presenterar nu Alphacool sluten vattenkylning och vattenblock anpassade för Radeon RX Vega. Läs mer

10

Nvidia släpper 4K-trailer för Destiny 2 inför den öppna betan

Inför att det öppna betatestet av Destiny 2 för PC/Windows går av stapeln släpper Nvidia en trailer riktad mot PC-spelare, i 4K UHD-upplösning och 60 FPS. Läs mer

58

Intel haussar nionde generationens Core "Ice Lake" på 10 nanometer

Redan innan lansering av Coffee Lake och Cannon Lake går Intel ut med att efterföljande Ice Lake ingår i nionde generationens Core, något som skapar förvirring om vad som komma skall. Läs mer