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
6

Samsung 850 Pro kastar in handduken efter 9 100 skrivna terabyte

I ett större test av SSD-enheters hållbarhet vid går Samsungs populära 850 Pro vinnande ur striden, där den inte gav upp förrän efter 9 100 terabyte skriven data. Läs mer

8

Toshiba först med QLC NAND med fyra bitar data per minnescell

Trots fortsatt skepsis kring för TLC går Toshiba ut med att de är på gång med QLC-flashminne, där fyra bitar data per minnescell borgar för höga kapaciteter i såväl SSD-enheter som telefoner. Läs mer

14

Biostar lanserar TB250-BTC PRO – utrustas med tolv PCI Express

I och med den ökande populariteten för "mining" av kryptovalutor släpper Biostar ett nytt LGA 1151-moderkort med hela tolv PCI Express-anslutningar. Läs mer

14

Spelbiblioteket för SNES Classic Edition skiljer sig mellan regionerna

En uppföljare till förra årets krympta variant av NES nalkas i form av SNES Classic Edition och nu framgår det att konsolens spelbibliotek inte ser likadant ut i alla regioner. Läs mer

16

NVMe-standarden för SSD-enheter får rejäl uppgradering

Specifikationen bakom NVM Express får sin första uppgradering på tre år, där majoriteten av nyheterna berör främst virtualisering av SSD-lagring i serverhallar. Läs mer

25

Inncable är Android-dator integrerad i en nätverkskabel

Hotellbranschen brottas ständigt med ny teknik. Nu tar företaget Innspire sikte på TV-apparater där nya Inncable ska göra hotellens TV-apparater smarta. Läs mer

17

Nintendo gör fler SNES Classic Edition än minivarianten av NES

Inför lanseringen av SNES Classic Edition lovar Nintendo att tillverka fler enheter än tidigare NES Classic Edition, men antyder samtidigt att även denna kan få en kort livscykel. Läs mer

20

Mionix lanserar Wei med RGB-belysning

Det svenska företaget Mionix som specialiserar sig på kringutrustning släpper nu sitt första tangentbord med RGB-belysning – Mionix Wei. Läs mer

65

EU dömer Google till rekordböter

Den europeiska kommissionen dömer Google till rekordböter i miljardklassen. Samtidigt åläggs bolaget ändra i sina sökalgoritmer för att inte missgynna konkurrerande tjänster. Läs mer

26

Call of Duty: Modern Warfare Remastered släpps i fristående version

Efter att ursprungligen ha sålts ihop med Call of Duty: Infinite Warfare i påkostade utgåvor släpps Call of Duty: Modern Warfare Remastered i en fristående version. Läs mer

35

AMD Radeon-grafikkort för "mining" av kryptovalutor uppe för beställning

Det har tidigare rapporterats om att AMD och Nvidia förbereder grafikkort särskilt ämnade för mining av kryptovalutor, något som bekräftas av den brittiska återförsäljaren OCUK. Läs mer

15

Föråldrad hårdvara ångar på i musikfest

Att all teknik inte åldras väl är allmänt känt, men ett klipp på Youtube visar att det fortfarande finns hopp för gamla komponenter. Mekaniska delar tuffar ofta taktfast på, oavsett ålder. Läs mer