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
18

Microsofts Game Mode dyker upp i senaste testversionen av Windows 10

Enligt uppgifter kring Game Mode för Windows 10 är detta kopplat till inspelningsfunktionen Game DVR, där läget ska minimera prestandaförlusten när det körs i bakgrunden. Läs mer

16

Sapphire lanserar Radeon RX 460 Nitro OC med fullfjädrade Polaris 11

I tysthet sjösätter Sapphire en version av Radeon RX 460 med 1 024 streamprocessorer, vilket på pappret innebär en påtaglig prestandaskillnad mot ursprungsvarianten. Läs mer

101

Microsoft: "Windows 7 är inte längre säkert"

Windows 7 är enligt Microsoft inte längre ett säkert operativsystem, vilket är varför de nu uppmanar företagskunder att så snart som möjligt uppgradera till det modernare Windows 10. Läs mer

47

Western Digital gör heliumfyllda hårddiskar på 12 och 14 terabyte

HGST, dotterbolag till Western Digital, avtäcker två nya hårddiskar på hela 12 och 14 TB, något som möjliggörs av gasen helium och tekniken Shingled Magnetic Recording. Läs mer

9

AMD släpper drivrutin för Resident Evil 7: Biohazard

Senare under månaden lanseras nästa del av den populära spelserien Resident Evil. I vanlig ordning innebär detta en ny drivrutin från AMD med optimeringar för speltiteln. Läs mer

30

Test: Bitfenix Whisper M 750 W

Bitfenix vill slåss mot de stora spelarna på nätaggregatsmarknaden med sin nya serie Whisper M, där gedigen elektrisk prestanda och pressad prissättning ska ge företaget en sportslig chans. Läs mer

20

Be Quiet lanserar Pure Base 600 – plånboksvänligt chassi med ljuddämpning

Tyska Be Quiet kör vidare på sin chassisatsning med introduktionen av prispressade Pure Base 600, där fokus i vanlig ordning ligger på låg ljudnivå och god modularitet. Läs mer

20

Gigabyte tillkännager Geforce GTX 1080 Aorus Xtreme Edition

Gigabyte följer nu upp sina Aorus-märkta bärbara speldatorer med ett nytt grafikkort under samma varumärke, nämligen ett Geforce GTX 1080 med uppskruvade klockfrekvenser. Läs mer

28

Microsofts nästa telefon kan bli hopvikbar 2-i-1-enhet

Ett nytt patent från Microsoft skvallrar om planerna för deras nästa telefonlansering, där dokumenten visar en hybridenhet som kan fungera som både telefon och surfplatta. Läs mer

147

Nintendo Switch får svenskt pris

Med endast några veckor kvar till lansering får Nintendo Switch ett svenskt pris, som ligger en bit över mångas förväntningar. Det här kan dock komma att ändras framöver. Läs mer

36

Microsoft bekräftar spelläge i Windows 10 Creators Update

Uppgifterna om ett spelläge i Windows 10 bekräftas nu av Microsoft i ett nytt blogginlägg. Funktionen lanseras i och med Creators Update och ska fungera med samtliga speltitlar. Läs mer

76

Windows 10-uppdatering introducerar problem för användare med flera skärmar

Under förra veckan släppte Microsoft en mindre uppdatering för Windows 10, vilken skapat problem för användare som spelar med flera skärmar via Nvidia Surround eller AMD Eyefinity. Läs mer