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
8

Fredagspanelen 126: Oculus Touch, AMD Crimson ReLive och Fitbit förvärvar Pebble

Jonas och Kenneth rasar över uteblivna smarta klockor, snackar nya drivrutiner och blir påtvingade ett grandiost julpynt i veckans avsnitt av fredagspanelen. Läs mer

19

Julstämning med Bluetooth-styrd ljusstake

Till julen hör ljusstakar och slingor i alla tänkbara tappningar. Medlemmen Sennaho skruvar upp konceptet genom att introducera styrning via Bluetooth. Läs mer

34

The Division får DirectX 12-stöd nästa vecka

I och med nästa uppdatering av svenska Massives The Division introduceras stöd för grafikgränssnittet DirectX 12, vilket ska medföra bättre prestanda i högre upplösningar. Läs mer

13

Google, Oculus och HTC med flera går samman för att bilda VR-förening

För att främja utveckling och innovation inom virtuell verklighet går flera stora aktörer samman och bildar Global Virtual Reality Association, ett samarbete som ska forma framtiden för VR. Läs mer

23

Bitfenix avtäcker Shogun – chassi med dubbla paneler av härdat glas

Dubbla paneler av härdat glas, gedigen konstruktion och plats för en uppsjö av hårddiskar. Dessa är några av paradnumren för Bitfenix senaste flaggskeppschassi Shogun. Läs mer

Tangentbordet Logitech G610 Orion Red och spännande tävling bakom nionde luckan

  • igår 12:00

Bakom lucka nio i Geeks Julkalender döljer sig både ett fint erbjudande på tangentbordet G610 Orion Red från Logitech, och en tävling där du kan vinna tangentbordet, spelmus och andra tillbehör. Läs mer

24

SweClockers logotyp pyntad för jul!

Nio stilfulla jullogotyper gick till final och efter att medlemmarna fått säga sitt är det ett bidrag som med bred marginal kammat hem segern, och får sprida julstämning på SweClockers. Läs mer

12

Spelare bygger fungerande Atari 2600-emulator i Minecraft

Youtube-användaren SethBling visar i ett nytt videoklipp på de stora möjligheterna i Minecraft, med en Atari 2600-emulator skapad direkt i spelet. Läs mer

10

Testpilot: Cooler Master Mastermouse Pro L

Cooler Masters modulära mus Mastermouse Pro L passar både vänster- och högerhänta samt olika greppstilar. Testpiloten Niklas Huhtala sätter tänderna i modellen och ser vad den går för. Läs mer

61

Microsoft samarbetar med Qualcomm för att ta Windows 10 till ARM-processorer

I ett något oväntat drag meddelar nu Microsoft att Windows 10 i framtiden kommer kunna köras på ARM-processorer, med stöd för samtliga Windows-applikationer och spel. Läs mer

59

AMD introducerar Radeon Software Crimson ReLive

Ett år efter introduktionen av mjukvarusviten Radeon Software Crimson har det blivit dags för nästa inkarnation, där en av de stora nyheterna är en hårdvaruaccelererad inspelningsfunktion. Läs mer

50

Bethesda plockar bort kopieringskyddet Denuvo i Doom

Utvecklaren Bethesda blir nu den andra som på kort tid gör sig av med kopieringsskyddet Denuvo, efter Playdeads Inside. Anledningen tros vara att skyddet kringgicks kort efter lanseringen. Läs mer