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
2

Finaldags i Geeks Gamings CS:GO-turnering

Efter en intensiv vecka står det nu mellan två lag i Geeks Gamings CS:GO-turnering. Följ sista bataljen på gängets Twitch-kanal, med start klockan 19:00 ikväll. Läs mer

18

Testpilot: AOC Agon AG251FZ – 240 Hz för den otålige

Testpiloten David Kvist tar pulsen på Agon AG251FZ, den senaste spelskärmen från AOC med en bilduppdateringsfrekvens på 240 Hz och en upplösning på 1 920 x 1 080 pixlar. Läs mer

7

Live från SweClockers monter på Dustin Expo

SweClockers återvänder till Dustin Expo med egen monter och direktsänder hela evenemanget direkt via Youtube. Läs mer

52

Nintendo väntas sälja 20 miljoner Switch-enheter under första året

Nintendo uppskattar att de totalt kommer sälja 20 miljoner Switch-enheter under konsolens första år, en siffra som dock kan komma att påverkas av nya lanseringar från Microsoft och Sony. Läs mer

51

Battle.net får nytt namn – döps om till Blizzard

Ett halvår efter tillkännagivandet att tjänsten Battle.net skulle döpas om har nu Blizzard gjort just detta. Namnbytet görs bland annat för att få in tjänsten under företagets eget varumärke. Läs mer

84

AMD Ryzen 5 prislistas hos svenska återförsäljare

Om mindre än en månad lanserar AMD Ryzen 5, vilket innebär fyra nya processorer med fyra och sex kärnor. Inför detta läggs de nu upp för förbokning hos två svenska återförsäljare. Läs mer

39

Moderkortsförsäljningen minskar trots nya processorlanseringar

Trots nya processorer från både AMD och Intel minskade försäljningen av moderkort under årets första kvartal, med rekordlåga siffror för både Asus och Gigabyte. Läs mer

20

Futuremark lägger till stöd för Vulkan i 3DMark

Det syntetiska speltestet 3DMark får en uppdatering som lägger till stöd för det populära grafikgränssnittet Vulkan, vilket ersätter det AMD-skapade Mantle i API Overhead-testet. Läs mer

40

Snabbtitt: Corsair One Pro

Corsair ger sig ut på nya jaktmarker med färdigbyggda speldatorer. Vattenkylda Corsair One Pro med Core i7-7700K och Geforce GTX 1080 under huven dyker in i testlabbet för en snabbtitt! Läs mer

43

Vulkan med flera grafikkort är inte låst till Windows 10

Inom kort väntas det bli möjligt att använda Vulkan med mer än ett grafikkort. Nu meddelar utvecklarna av Vulkan att stöd för detta kommer finnas på såväl Windows som Linux. Läs mer

26

Krönika: "Lita på det gröna hänglåset?"

Det gröna hänglåset i webbläsaren är bra, men kan invagga användare i falsk trygghet. Det menar gästkrönikören Karl Emil Nikka, och presenterar samtidigt möjliga lösningar på problemet. Läs mer

50

Qualcomm Snapdragon 835 i tidiga prestandatester

Qualcomms nya systemkrets Snapdragon 835 introduceras inom kort i ett flertal flaggskeppstelefoner, men redan nu har utvald media fått chansen att prestandatesta denna. Läs mer