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
33

Pärlad Bowser på canvas i trä

Medlemmen Andreas tar lekande med pärlor till nästa nivå och återskapar ingen mindre än den ständigt återkommande "sista bossen" från Super Mario. Läs mer

16

Testpilot: MSI X370 SLI Plus för AMD Ryzen

AMD Ryzen är kanske vårens stora snackis. Testpiloten David Kvist kikar närmare på MSI:s moderkort X370 SLI Plus, samt även minnesskalning och AMD:s styrkretsar. Läs mer

28

Fredagspanelen 133: AMD Ryzen 5, Radeon RX 500-serien och Nvidia Titan XP

I veckans avsnitt av Fredagspanelen blir det snack om AMD:s nylanserade Ryzen 5-processorer, den uppfräschade Radeon RX 500-seriens grafikhårdvara och inte minst Nvidias värsting Titan XP. Läs mer

36

Microsoft Windows 10 får två stora uppdateringar per år

Efter Creators Update introducerar Microsoft ett nytt uppdateringsschema för Windows 10, där två större uppdateringar ska släppas till operativsystemet årligen. Läs mer

14

FZ testar strategispelet Warhammer 40 000: Dawn of War 3

Spelutveckalren Relic har nyligen lanserat den senaste delen i sin strategispelsserie Dawn of War, vilket nu testas av spelsajten FZ. Läs mer

51

Elon Musk berättar mer om Neuralink

Tesla- och Space X-grundaren Elon Musk arbetar med ett nytt företag kallat Neuralink, vilket ska utveckla hjärnimplantat för koppla ihop människor och AI samt behandla sjukdomar. Läs mer

145

Tele2 släpper Unlimited – abonnemang för obegränsad surf

Efter att Telenor för fyra år sedan slopade sitt populära abonnemang Fastpris med obegränsad surfpott släpper Tele2 den andliga uppföljaren – Unlimited. Läs mer

3

Samsung tillkännager andra generationens 10-nanometersteknik

Kort efter att Galaxy S8 blev först med systemkretsar på 10 nanometer går Samsung ut med att de färdigställt generation två, som ska ge såväl högre prestanda som lägre strömförbrukning. Läs mer

8

FZ testar nylanserade klassikern Planescape: Torment Enhanced Edition

Det 18 år gamla rollspelet Torment: Planescape uppdateras med en nyutgåva, vilken nu lanserats och recenseras av FZ. Läs mer

39

Testpilot: Seagate Firecuda

Priserna på SSD-enheter fortsätter öka, vilket gjort att hybriddiskar seglat upp som en riktig utmanare. SweClockers testpilot Hugo Blom tittar närmare på fyra modeller från Seagate. Läs mer

29

Tävla och vinn Creatives soundbar för spel – Sound BlasterX Katana

I en ny tävling på SweClockers står ljud från Creative som på agendan. Klistra in soundbaren Sound BlasterX Katana i en bild på din spelstation för att vinna! Läs mer

36

Nästan tre fjärdedelar av den totala spelförsäljningen sker digitalt

Spelförsäljningen via digitala plattformar har ökat markant de senaste åren. Enligt en ny rapport sker nästan tre fjärdedelar av den totala spelförsäljningen i USA digitalt. Läs mer