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
29

Blizzard upphör med stöd för Windows XP och Windows Vista

Trots att Microsoft själva officiellt avslutat stödet för både Windows XP och Vista har Blizzard behållit stöd för operativsystemen i ett flertal spel, nu bekräftar Blizzard att det är slut med det. Läs mer

55

Varumärkesansökan av Nintendo pekar på ett Nintendo 64 Classic Edition

En användare på forumet Neogaf har upptäckt en varumärkesansökan på vad som verkar vara den klassiska spelkontrollen för Nintendo 64, vilket kan antyda att en revision av konsolen är på gång. Läs mer

3

Arctics trio av vattenkylare får stöd för AMD Ryzen Threadripper

Lanseringsdatumet för AMD:s mångkärniga processorer i Threadripper-serien närmar sig och samtidigt dyker fler uppgifter om kylare upp. Läs mer

25

Moderkort i Mini ITX-format från Gigabyte för sockel AM4 når svenska butiker

Några månader efter lanseringen av AMD Ryzen är det fortfarande glest i lagren när det kommer till ITX-moderkort för AMD:s nya sockel AM4. Nu blir det ändring på det när Gigabyte äntrar scenen. Läs mer

38

Microsoft bekräftar avslutat stöd för Intels Clover Trail-familj

Kort efter att inkompatibilitet mellan äldre Intel-processorer och senaste uppdateringen för Windows 10 uppdagats, bekräftar Microsoft att den är permanent. Läs mer

24

EagleTree Capital i förhandlingar om att köpa Corsair Components

Anonyma källor till Reuters gör gällande att investeringsbolaget EagleTree Capital befinner sig i förhandlingar om att köpa amerikanska Corsair Components. Läs mer

33

Microsoft introducerar kortare nedtid vid uppdateringar med Fall Creators Update

Med lanseringen av uppdateringen Fall Creators Update väntas kortare nedtid vid uppdateringar eftersom bolaget stuvar om uppdateringsprocessen. Läs mer

32

Testpilot: Komplett Gamer Xtreme a70

För den kräsne gamern som bara vill starta upp datorn och börja lira står numera även AMD på menyn hos Komplett. Testpiloten Simon Alling granskar prestandapaketet Gamer Xtreme a70. Läs mer

12

Alphabet återupplivar AR-glasögonen Google Glass med fokus på företag

Moderbolaget till Google visar upp nya modellen av AR-glasögonen Glass som går under namnet Enterprise Edition, vilka är tänkta att öka produktionen och effektiviteten på industrigolvet. Läs mer

15

Fulkultur om Zelda i våra hjärtan

Zelda-universumet har funnits i drygt 31 år, som under den tiden resulterat i ett antal speltitlar. Häng med när Andreas Eklöv och Jakob Nilsson dyker ner i Zeldas långa historia. Läs mer

22

Samsung växlar upp produktionstakten av HBM2-minne

HBM har länge dragits med problem som höga priser och låga kapaciteter, något Samsung försöker råda bot på med ökad produktion av minnestypen. Läs mer

29

Destiny 2 Beta med Kenneth och Emil

Det är betatid för kommande Destiny 2. Kenneth och Emil sitter laddade i studion, redo att servera första tankar och upplevelser från spelet. Läs mer