p>Компания SmartDV Technologies представила первый контроллер памяти HBM3, который доступен для лицензирования разработчиками различных систем-на-кристалле. Судя по всему, память типа HBM3 сможет предложить вдвое большую пропускную способность по сравнению с HBM2E, а также ёмкость одной микросхемы до 64 Гбайт, чем обеспечит задел на будущее на много лет вперёд.

Первый контроллер HBM3

К настоящему времени, комитет JEDEC утвердил черновой вариант HBM3. Формально, новая спецификация пока не утверждена, но черновая версия 0.7 типично называется Complete Draft (законченным черновиком), поддерживает все возможности стандарта и определяет все электрические характеристики для новой технологии. Как следствие, различные разработчики могут начинать проектировать свои контроллеры и технологии для проверки реализации этих контроллеров. SmartDV Technologies стала первой компанией, представившей контроллер HBM3, который может быть лицензирован разработчиками микросхем. Работоспособность контроллера была подтверждена при помощи программируемых матриц (FPGA). При этом желающие верифицировать корректность работы конечного SoC могут воспользоваться соответствующей верификационной интеллектуальной собственностью Cadence или SmartDV.

Контроллер HBM3 компании SmartDV может быть подключен практически к любым процессорам, использующим как стандартные (AMBA APB/AHB/AXI, VCI, OCP, Avalon, PLB, Tilelink, Wishbone), так и фирменные (проприетарные) внутричиповые соединения. Контроллер поддерживает до 16 портов AXI, интерфейсы DFI 4.0/5.0, 512-разрядную шину данных, коррекцию ошибок (ECC), псевдоканалы, а также иные технологии, знакомые нам по HBM2/HBM2E.

Наличие лицензируемого контроллера HBM3 позволяет разработчикам систем-на-кристалле добавить поддержку этой технологии в SoC, которые появятся на рынке через полтора – два года.

HBM2/HBM2E: До 24 Гбайт, до 410 Гбайт/с

Многослойные микросхемы памяти типа HBM/HBM2 базируются на нескольких устройствах DRAM, соединённых между собой тысячами межблочных соединений TSV (through silicon via), которые устанавливаются на ядро базовой/буферной логики (base/buffer logic die), занимающейся координацией их работы. Каждая микросхема HBM/HBM2 соединяется с контроллером памяти при помощи 1024-разрядной шины (которая в свою очередь делится на восемь 128-разрядных каналов), которая реализована на кремниевой соединительной подложке (silicon interposer).

Подобная архитектура позволяет получить высочайшую пропускную способность памяти. К примеру, микросхема Samsung Flashbolt c восемью устройствами DRAM, 1024-разрядной шиной и скоростью передачи данных 3200 Мтрансферов/с предлагает пропускную способность 410 Гбайт/с, а четыре таких устройства — 1,64 Тбайт/с (для сравнения, пропускная способность памяти у NVIDIA GeForce Titan RTX — 672 Гбайт/с). HBM3 пойдёт дальше.

HBM3: До 64 Гбайт, до 819,2 Гбайт/с

Поскольку стандарт HBM3 до сих пор не опубликован JEDEC, мы можем судить о возможностях нового типа памяти лишь очень поверхностно.

Судя по данным Cadence, разработчики HBM3 поставили задачу увеличить количество устройств памяти в сборке до 16, а скорость передачи данных до 6400 Мтрансферов/с благодаря увеличенному вдвое параметру burst length, до BL=8. Таким образом, передовая микросхема HBM3 сможет предложить ёмкость 64 Гбайт и пропускную способность 819,2 Гбайт/с. Стоит отметить, что контроллер SmartDV HBM3 поддерживает до 1 Гбайт памяти на 128-разрядный канал.

С точки зрения режимов работы, HBM3 не будет сколько-то сильно отличаться от HBM2E, так что внедрение новой памяти не обещает быть сложным.

Цена вопроса?

Как показывает практика HBM2, межблочные соединения TSV крайне сложны в производстве, ядро базовой логики непросто подсоединять к устройствам памяти, а соединительная подложка весьма дорога.

В случае с HBM3 предлагается нарастить количество устройств памяти, что увеличит количество TSV-соединений и усложнит структуры микросхемы. В дополнение ко всему, усложнится и сама базовая логика. При этом, 16 микросхем памяти будут производить немало тепловой энергии, что не упростит охлаждение всей сборки. Как правило, усложнение ведёт к удорожанию, а значит, себестоимость конечных продуктов на базе HBM3 обещает быть выше по сравнению с продукцией на основе HBM2E.

Судя по всему, HBM3 проектировалась в первую очередь для различных специализированных ускорителей и сложных многокристальных систем, которым требуется огромная пропускная способность памяти и себестоимость которых не критична. Увидит ли мир потребительские решения на базе HBM3, покажет лишь время, но вряд ли это произойдёт в обозримом будущем.

Говоря о сроках появления HBM3, стоит помнить, что формально новый стандарт ещё не готов, а целый ряд компаний работает над устройствами, которые будут использовать HBM2E. Как бы там ни было, до массового использования HBM3 ещё довольно далеко.

Источник: 3DNews