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
43

Nvidia Geforce GTX 1050 Ti och GTX 1050 lanseras i oktober

Efter 2,5 år på marknaden är Geforce GTX 750 Ti och GTX 750 på väg att fasas ut, till förmån för två nya instegsmodeller baserade på arkitekturen Pascal. Läs mer

30

Valve uppdaterar utseendet på Steam Store

En kommande uppdatering till Steam ska fräscha upp utseende på Store-sidan. Med större bilder och mer användaranpassning ska den bli mer överskådlig och lättnavigerad. Läs mer

30

Google visar Wifi-router och Chromecast med 4K-stöd den 4 oktober

Det blir inte enbart två nya telefoner under Googles evenemang i oktober. Nu talas det även om att bolaget släpper en router, Google Home och en Chromecast med 4K-stöd. Läs mer

43

Sid Meier's Civilization VI får systemkrav

Om mindre än en månad släpps Sid Meier's Civilization VI, som åter går tillbaka till spelets rötter. Inför lanseringen släpper Firaxis Games spelets systemkrav. Läs mer

122

Test: Asus Radeon RX 480 Dual OC 4 GB och Palit Geforce GTX 1060 Dual 3 GB

Det blåser upp till storm i mellanklassen, där SweClockers testlabb blir arena för en sann grafikkortsbatalj mellan lågminnesvarianterna av Geforce GTX 1060 och Radeon RX 480. Läs mer

61

Battlefield 2142 återupplivas av fans

I år fyller Battlefield 2142 tio år och i samband med detta passar en grupp hängivna fans på att ge spelet nytt liv i form av en gratisversion med fungerande servrar. Läs mer

17

Titanfall 2 får systemkrav

En av höstens stora förstapersonstitlar Titanfall 2 släpps nästa månad. Förutom konsol kommer även spelet till PC/Windows och utvecklarna meddelar nu kraven för plattformen. Läs mer

15

In Win släpper nätaggregaten Classic Series med 80 Plus Platinum

Med hög verkningsgrad i fokus sjösätter In Win två nya nätaggregat i Classic Series på 750 och 900 W, där båda är fullt modulära och levereras med 80 Plus Platinum-certifiering. Läs mer

55

Yahoo: "500 miljoner e-postkonton på vift efter dataintrång"

Internetgiganten Yahoo går nu ut med att hela 500 miljoner e-postkonton är på vift efter ett intrång, som beskrivs som ett av de största någonsin. Läs mer

41

Test: Zowie EC1-A och EC2-A

Danska Zowie gör ett besök i testlabbet med spelmössen EC1-A och EC2-A, där fokus hamnar på E-sport och seriöst spelande. Häng med till testlabbet för en ordentlig genomgång. Läs mer

23

Testpilot: Corsair MM800 RGB Polaris

För den som gillar disco och att sticka ut har testpiloten "TheMadPanda" tagit en närmare titt på Corsairs LED-belysta musmatta MM800 RGB Polaris. Läs mer

17

Resident Evil 7: Biohazard får systemkrav

Nästa del i Resident Evil-serien släpps inte förrän i januari nästa år, men redan nu släpper utvecklaren Capcom systemkrav för spelet. Läs mer