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
17

Google Pixel 2 hittar ut på bild och får pris – kostar från 6 500 kronor

Två veckor innan Pixel 2 och Pixel 2 XL planerats att avtäckas officiellt hittar de två telefonerna ut på bild. Även prisuppgifter publiceras, där den dyraste Pixel 2 XL hamnar runt 9 500 kronor. Läs mer

10

Microsoft släpper demo av Forza 7 för nedladdning i Windows Store

Inför släppet av racingsimulatorn Forza 7 läggs en demoversion av spelet upp på Windows Store. Här bjuds på bland annat upplåst bildfrekvens, stöd för ultrabreda skärmar och DirectX 12. Läs mer

74

Intel "Coffee Lake" Core i7-8700K, i5-8600K, i3-8350K och i3-8100 listas på Prisjakt

Med drygt två veckor kvar till lansering listas fyra Coffee Lake-processorer i Sverige, där priserna för de nya modellerna med fler kärnor liknar Kaby Lake på släppdagen. Läs mer

19

Test: Razer Lancehead Wireless och Lancehead Tournament Edition

Razer bjuder på två spelmöss när bolaget återigen besöker SweClockers testlabb. På menyn står Lancehead Wireless och Lancehead Tournament Edition. Läs mer

3

Microsoft håller Mixed Reality-evenemang den 3 oktober

Nu bjuder Microsoft till ytterligare ett evenemang under hösten, där fokus denna gång ligger på företagets Mixed Reality-satsning. Läs mer

36

AMD förklarar fyra kretsar hos Ryzen Threadripper

Hopp om AMD Ryzen Threadripper med 32 kärnor uppstod när Ryzen Threadripper 1950X visades bestå av fyra riktiga kretsar. AMD:s produktchef slår nu hål på förhoppningarna. Läs mer

48

AMD Radeon RX Vega från partnertillverkare kan dröja till november

Radeon RX Vega med kylare från tredje part väntas nu dröja till mitten av oktober som tidigast, något som tros bero på dålig tillgång på Vega 10-kretsar från AMD. Läs mer

23

Intel Skylake och Kaby Lake inte kompatibla med Z370-moderkort

Trots att Intel återanvänder sockel LGA 1151 för Coffee Lake handlar det i praktiken om en plattform utan någon som helst kompatibilitet med Skylake och Kaby Lake. Läs mer

28

Kopieringsskydd blir del av HTML5-standarden

Trots hård kritik beslutar nu organisationen W3C att DRM-skydd blir en del av HTML5-standarden, något som tar bort behovet av exempelvis Flash och Silverlight för att titta på strömmat material. Läs mer

448

Radio- och TV-avgiften ersätts av skatt med tak på 1 300 kronor

Alltmer pekar mot att Radio- och TV-avgiften är på väg att skrotas, för att istället ersättas av en skatt där alla med en årsinkomst väl under snittet får betala det maximala beloppet. Läs mer

36

EVGA Geforce GTX 1080 Ti FTW3 Hybrid

EVGA äntrar testlabbet med sitt färska grafikkort Geforce GTX 1080 Ti FTW3 Hybrid, där en sluten vattenkylningslösning utlovas ge ruskigt låga temperaturer och höga klockfrekvenser. Läs mer

65

AMD Ryzen Threadripper har fyra kretsar och huserar 32 processorkärnor

Efter en längre tids spekulationer bekräftar entusiasten "Der8auer" att Ryzen Threadripper huserar fyra riktiga Zeppelin-kretsar och därmed totalt 32 kärnor. Läs mer