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
6

Intel Core i7-2600K och AMD FX-8150 mot 2018 års processorer

För sju år sedan lanserades Intel arkitekturer Sandy Bridge och AMD Bulldozer. Hur står de sig idag och räcker verkligen Intels Core i7-2600K för spel idag med ett modernt grafikkort? Läs mer

3

Fredagspanelen 157: Kärnornas krig och de nya upphovsrättslagarna från EU

Den regniga midsommarhelgen är ett perfekt tillfälle att sitta inne och glo på senaste Fredagspanelen, denna gång om kommande monsterprocessorer och omdiskuterade EU-lagar. Läs mer

1

Produkterna du missade på Computex 2018

På stora hårdvarumässor blir det alltid ett antal nyheter som inte får någon direkt uppmärksamhet. Här är fyra videoreportage som merparten av SweClockers läsare missade. Läs mer

102

Minnestillverkare väntas dömas till höga böter för kartellbildning

Samsung, SK Hynix och Micron uppges med stor sannolikhet dömas till höga böter i Kina, då de bedrivit otillåten kartellverksamhet för att hålla uppe priserna på minnesmarknaden. Läs mer

71

Intels VD Brian Krzanich tvingas lämna sin post

Intel meddelar att VD:n Brian Krzanich avgår med omedelbar verkan, då han haft ett förhållande med en anställd på företaget. Läs mer

9

Mutant Year Zero: Road to Eden får ny trailer – släpps under 2018

Mutant Year Zero: Road to Eden visas i en ny trailer, vilken ger mer info om tre av huvudkaraktärerna samt bekräftar att lanseringen sker under 2018. Läs mer

26

Den nya upphovsrättslagen inom EU – det här händer nu

Den nya upphovsrättslagen Artikel 13 röstades nyligen igenom av Europaparlamentets juridiska utskott. Ännu har dock beslutet en bit kvar att gå innan det blir lag inom EU. Läs mer

87

Nvidias nästa generation Geforce försenas till följd av överskottslager av Pascal

Efter ett knappt år av bristvara på grafikkort har efterfrågan sjunkit rejält, vilket istället lett till stora överskott som tvingat Nvidia ta tillbaka 300 000 grafikkretsar. Läs mer

38

Steam drar igång sin årliga sommarrea idag

Uppgifter talar för att Steams årliga sommarrea påbörjas idag, och nedsatta priser på tusentals speltitlar är att vänta. Läs mer

389

Hur mycket har du lagt på Steam genom åren?

Genom ett nytt verktyg gör Valve det möjligt att kolla upp hur mycket pengar som gått åt på Steam genom åren. Jacob ligger på blygsamma $997,04. Hur mycket mer eller mindre ligger du på? Läs mer

49

Asus ROG Swift PG27UQ: Stora kompromisser vid 144 Hz i 4K-upplösning

I praktiken är det 4K i 120 Hz som gäller för Asus PG27UQ. SweClockers går igenom den komplexa situationen med bandbredd, subsampling och mitt i allt ett fel som gör bilden för mörk. Läs mer

76

SweClockers guide till datorlådor

Går du i uppgraderingstankar efter alla chassinyheter som presenterades på Computex? Missa då inte SweClockers guide till datorlådor, där allt från formfaktorer till funktioner gås igenom. Läs mer