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
47

Ryzen Master hittar ut på bild – överklockningsmjukvara för AMD Ryzen

I och med lanseringen av Ryzen introducerar AMD ny mjukvara för överklockning. Via nya bilder som nu hittat ut på webben bekräftas namnet på denna, samt en hel del inställningar. Läs mer

138

Ny kampanj mot svenska fildelare inleds – tusentals riskerar skadestånd

Den danska advokatbyrån Njord Lawfirm inleder nu ett nytt initiativ för att fånga svenska fildelare, där kravbrev på upp till 3 000 kronor ska skickas ut till misstänkta användare. Läs mer

58

AMD Ryzen 5 släpps i andra kvartalet, Ryzen 3 senare under året

Toppmodellerna i familjen AMD Ryzen är presenterade och lanseras inom kort, men givetvis väntar fler varianter. Nu framkommer det att serierna Ryzen 5 och Ryzen 3 rullas ut senare under året. Läs mer

23

AMD släpper ny drivrutin – upphör med stöd för 32-bitars Windows 8.1

För att snabba upp utvecklingstider och skära ned på kostnader upphör AMD med drivrutiner för Windows 8.1 32-bit. Detta då antalet användare av den versionen är extremt låg. Läs mer

115

Moderkort för sockel AM4 och AMD Ryzen

Det är inte bara processorerna AMD Ryzen som snart ser dagens ljus, utan även tillhörande moderkort. Totalt har närmare 20 modeller letat sig in hos svenska återförsäljare. Läs mer

9

Valve introducerar stöd för SteamVR i Linux

Valve har tidigare talat om planer på att introducera stöd för fler operativsystem i SteamVR. Nu tar de första steget i denna process och lägger till stöd för Linux. Läs mer

245

AMD Ryzen med moderkort redo för förbeställning i svenska butiker

Årets hetaste hårdvarusläpp pågår för fullt – AMD Ryzen. Nu presenteras de svenska prislapparna, samtidigt som återförsäljare öppnar dörrarna till förhandsbokningar. Läs mer

65

Nvidia lanserar Geforce GTX 1080 Ti på GDC 2017

Via sin webbplats meddelar Nvidia att de håller ett evenemang under spelutvecklarmässan GDC 2017, där fokus väntas bli ett officiellt avtäckande av Geforce GTX 1080 Ti. Läs mer

309

SweClockers prestandatestar Ryzen – AMD öppnar upp för förbeställningar

Under en hemlig tillställning i San Francisco intar AMD:s VD Lisa Su scen och ger ett första smakprov av Ryzen, samtidigt som SweClockers får chansen att provköra arkitekturen Zen. Läs mer

28

Microsoft bekräftar ytterligare en stor uppdatering till Windows 10 i år

Det har tidigare talats om en andra uppdatering till Windows 10 under 2017 och nu har detta bekräftats av Microsoft. Vad denna uppdatering innefattar är dock än så länge okänt. Läs mer

22

Qualcomm och Intel introducerar gigabit-LTE

I väntan på 5G-generationens ankomst introducerar nu både Qualcomm och Intel LTE-modem för integrerade kretsar där kapaciteten överskrider gigabit-hastigheter. Läs mer

27

AMD bekräftar Vega-snack på GDC 2017

Det börjar sakta men säkert dra ihop sig till en ny grafikarkitektur från AMD. Nu bekräftar företaget att mer information om Vega presenteras under evenemanget Capsaicin redan nästa vecka. Läs mer