HBM3 — еще быстрее, намного больше и существенно сложнее
Компания SmartDV анонсировала принципиально новый контроллер памяти типа HBM3, пришедший на смену существующему HBM2E. По сравнению с текущей моделью, HBM3 обеспечивает 2-кратный прирост пропускной способности и более высокую емкость — до 64 Гбайт на кристалл. Производитель уже предложил свой продукт всем разработчикам SoC.
Законченный черновик
Когда комитет JEDEC убедился в работоспособности HBM3, этот продукт получил статус законченного черновика. Чтобы обозначить свою позицию, представители JEDEC добавили к названию продукта цифры 0.7 (номер версии) и статус Complete Draft. Причем на этом этапе HBM3 0.7 уже соответствовал характеристикам технологии. Поэтому за разработку HBM3-совместимых систем принялись все проектировщики контроллеров.
SmartDV опередила конкурентов, создав полноценный продукт, пригодный для использования в разработке микросхем. Для оценки работоспособности разработчикам предложили методику программируемых матриц. Причем верификация корректности функционирования SoC проходила под контролем технологий, принадлежащих Cadence или SmartDV.
Характеристики SmartDV HBM3
Созданный на базе законченного черновика 0.7 Complete Draft продукт компании SmartDV Technologies демонстрирует следующие характеристики:
- совместимость со стандартными и внутричиповыми соединениями;
- поддержку 16 портов AXI;
- совместимость с DFI 4.0/5.0;
- совместимость с системой коррекции ошибок ECC;
- поддержку 512-разрядной передачи данных.
Этот контроллер развил идеи, заложенные в продукты HBM2/HBM2E, продемонстрировав совместимость с любыми типами процессоров. Причем наличие лицензии от JEDEC позволяет внедрить такой контроллер в любой SoC, но поддерживающие этот продукт системы появятся не раньше чем через 1,5-2 года. Поэтому потребителям SoC не стоит ждать качественного скачка емкости и пропускной способности ранее 2023 года.
На что способен HBM3 на самом деле
Современные модели формата HBM/HBM2 основаны на блоках DRAM, объединенных TSV соединениями, которые ставят на ядро логики контроллера, а уже оно отвечает за общую координацию. Поэтому каждый HBM/HBM2 предполагает постоянную связь микросхемы и контроллера памяти, за которую отвечают восемь 128-разрядных каналов. Причем восемь каналов сливаются в одной 1024-разрядной шине на кремниевой подложке.
Такая схема позволяет достичь максимального быстродействия памяти. Например, Samsung Flashbolt — модель на базе 8 блоков DRAM — пропускает сквозь себя до 410 ГБ/секунду.
Но на фоне возможностей HBM3 410 Гбайт/с HBM2/HBM2E смотрятся не очень впечатляюще. Продукт SmartDV все еще остается законченным черновиком, поэтому JEDEC не спешит поделиться официальными характеристиками. Однако по данным Cadence видно, что новый контроллер будет поддерживать на 8, а 16 блоков в сборе, причем масштабированный в два раза burst length позволит нарастить скорость передачи с 3200 до 6400 Мтрансферов/с.
Благодаря этому пропускная способность нового контроллера увеличится до 819,2 Гбайт/секунду, а емкость микросхемы вырастет с 24 до 64 Гб. Причем каждый 128-разрядный канал контроллера сумеет работать с 1 ГБ памяти. При этом принципиальная схема функционирования HBM3 не будет отличаться от HBM/HBM2, что облегчает процесс внедрения нового стандарта.
Цена вопроса?
При создании HBM2 приходится формировать множество through silicon via соединений, кроме того, производитель использует дорогую подложку и сложный процесс подключения ядра логики. Поэтому выпуск таких контроллеров — это дорогое удовольствие.
Контроллер HBM3 устроен намного сложнее модели HBM2. За возросшую емкость и быстродействие пришлось заплатить увеличением TSV-соединений и усложнением базовой логики. Кроме того, 16 блоков выделяют намного больше тепла, чем 8 элементов HBM2, что вынуждает вкладываться еще и в систему охлаждения.
В итоге, HBM3 обойдется в разы дороже HBM/HBM2, поэтому контроллеры нового поколения, скорее всего, станут компонентом сложных систем и специальных ускорителей. Продукцию массового потребления на базе этой технологии мы увидим еще очень нескоро.