Высокапрапускная памяць

Высокапрапускная памяць (па-ангельску: high bandwidth memory, HBM) - высокапрадукцыйны інтэрфейс АЗП для DRAM з шматпластовай мікразборцы(en) ад кампаній AMD і Hynix, якая ўжываецца ў высокапрадукцыйных відэакартах і сеткавых прыладахПамылка цытаваньня: Няма закрываючага тэга </ref> пасьля адкрытага тэга <ref>, HBM2 стандартызавана ў студзені 2016 года name="HBM2_JEDEC"> JESD235a: High Bandwidth Memory 2 s://www.jedec.org/news/pressreleases/jedec-updates-groundbreaking-high-bandwidth-memory-hbm-standard Архіўная копія ад 2019-06-07 г.</ref>. На сярэдзіну 2016 года паведамлялася аб працах над HBM3 і больш танным варыянтам HBM, часам званым HBM2e. DDR5 at Hot Chips 28 |access-date=2016-11-20 |archive-date=2016-11-21 |archive-url=https://web.archive.org/web/20161121172119/http://wccftech.com/cz-hynix-samsung-micron-hbm-hmc-ddr5-hot-chips/ |url-status=live }}</ref>Памылка цытаваньня: Няма закрываючага тэга </ref> пасьля адкрытага тэга <ref>. Масавая вытворчасць пачалася на заводах Hynix у Ічхоне ў 2015 годзе.

Тэхналогія

HBM забяспечвае больш высокую прапускную здольнасць пры меншым выдатку энергіі і істотна меншых памерах у параўнанні з DDR4 або GDDR5^[1]. Гэта дасягаецца шляхам аб'яднання ў стэк да васьмі інтэгральных схем DRAM (уключаючы апцыянальную базавую схему з кантролерам памяці), якія злучаны паміж сабой з дапамогай Шаблён:Нп2 і мікратакт (па-ангельску: microbumps).

Шына высокапрапускной памяці валодае істотна большай шырынёй у параўнанні з памяццю DRAM, у прыватнасці, НВМ-стэк з чатырох крышталяў DRAM (4-Hi) мае два 128-бітных канала на крышталь - у агульнай складанасці 8 каналаў і шырыню ў 1024 біта, а чып з чатырма-4 4096 біта (прытым шырыня шыны GDDR-памяці — 64 біта на адзін канал)^[2].

HBM2

Памяць з высокай прапускной здольнасцю другога пакалення, HBM2, таксама прадугледжвае да васьмі крышталяў на стэк і падвойвае хуткасць перадачы кантактаў да 2 ГТ/з. Захоўваючы 1024-бітны доступ, HBM2 можа дасягаць прапускной здольнасці памяці 256 ГБ/з на пакет. Спецыфікацыя HBM2 дазваляе выкарыстоўваць да 8 ГБ на пакет. Чакаецца, што HBM2 будзе асабліва карысны для адчувальных да прадукцыйнасці спажывецкіх прыкладанняў, такіх як віртуальная рэальнасць.

19 студзеня 2016 года Samsung абвясціла аб пачатку масавай вытворчасці HBM2 з ёмістасцю да 8 ГБ на стэк. SK Hynix таксама абвясціла аб выпуску стэкаў па 4 ГБ у жніўні 2016 года.

HBM2E

У канцы 2018 года JEDEC абвясціла аб абнаўленні спецыфікацыі HBM2, якое забяспечвае павелічэнне прапускной здольнасці і ёмістасці. Афіцыйная спецыфікацыя зараз падтрымлівае да 307 ГБ/с на стэк (эфектыўная хуткасць перадачы дадзеных 2,5 Тбіт/з), хоць прадукты, якія працуюць з такой хуткасцю, ужо былі даступныя. Акрамя таго, у абнаўленні дададзеная падтрымка стэкаў 12-Hi (12 крышталяў), што робіць магчымай ёмістасць да 24 ГБ на стэк.

20 сакавіка 2019 года Samsung абвясціла аб выпуску Flashbolt HBM2E з васьмю крышталямі на стэк, хуткасцю перадачы 3,2 ГТ / с, што ў суме забяспечвае 16 ГБ і 410 ГБ / с на стэк.

12 жніўня 2019 года SK Hynix анансавала свой HBM2E з васьмю крышталямі на стэк, хуткасцю перадачы 3,6 ГТ/с, што ў суме забяспечвае 16 ГБ і 460 ГБ/с на стэк. 2 ліпеня 2020 года SK Hynix абвясціла аб пачатку серыйнай вытворчасці.

HBM3

У канцы 2020 года Micron абвясціла, што стандарт HBM2E будзе абноўлены, а таксама прадставіла наступны стандарт, вядомы як HBMnext (пазней пераназваны ў HBM3). Гэта павінна было стаць вялікім скачком пакаленняў у параўнанні з HBM2 і заменай HBM2E. Гэтая новая відэапамяць павінна была з'явіцца на рынку ў чацвёртым квартале 2022 года. Хутчэй за ўсё, яна прадставіць новую архітэктуру, як вынікае з назвы.

Хоць архітэктура можа быць перапрацавана, уцечкі паказваюць на тое, што прадукцыйнасць будзе аналагічная абноўленаму стандарту HBM2E. Гэтая аператыўная памяць, верагодна, будзе выкарыстоўвацца ў асноўным у графічных працэсарах цэнтраў апрацоўкі дадзеных.

У сярэдзіне 2021 года SK Hynix прадставіла некаторыя спецыфікацыі стандарту HBM3 з хуткасцю ўводу-вываду 5,2 Гбіт / с і прапускной здольнасцю 665 ГБ / с на пакет, а таксама да 16 рашэнняў 2,5 D і 3D.

20 кастрычніка 2021 года, да канчатковай дапрацоўкі стандарту JEDEC для HBM3, SK Hynix стала першым пастаўшчыком памяці, які абвясціў аб завяршэнні распрацоўкі прылад памяці HBM3. Па словах SK Hynix, памяць будзе працаваць з хуткасцю 6,4 Гбіт / с на кантакт, што ўдвая перавышае хуткасць перадачы даных па стандарту JEDEC HBM2E, якая фармальна дасягае 3,2 Гбіт / с на кантакт, або на 78% хутчэй, чым уласная HBM2E 3,6 Гбіт / с на кантакт. Прылады падтрымліваюць хуткасць перадачы дадзеных 6,4 ГТ/з, таму адзін стэк HBM3 можа забяспечыць прапускную здольнасць да 819 ГБ/з. Базавая шырыня шыны для HBM3 застаецца нязменнай, шырыня аднаго стэка памяці складае 1024 біта. SK Hynix будзе прапаноўваць сваю памяць дзвюх ёмістасцяў: 16 ГБ і 24 ГБ, што адпавядае стэкам 8-Hi і 12-Hi адпаведна. Стэкі складаюцца з 8 або 12 16-гігабайтных модуляў DRAM таўшчынёй 30 мкм кожны, злучаных паміж сабой з дапамогай скразных крамянёвых пераходных адтуліный (TSV).

Па словах Раяна Сміта з AnandTech, памяць HBM3 першага пакалення SK Hynix мае тую ж шчыльнасць, што і памяць HBM2E апошняга пакалення, а гэта азначае, што пастаўшчыкі прылад, якія імкнуцца павялічыць агульную ёмістасць памяці для сваіх кампанентаў наступнага пакалення, павінны будуць выкарыстоўваць памяць з . 8-слойнымі чаркамі, якія яны звычайна выкарыстоўвалі да гэтага. Па словах Антона Шылава з Tom’s Hardware, высокапрадукцыйныя вылічальныя графічныя працэсары або FPGA звычайна выкарыстоўваюць чатыры ці шэсць стэкаў HBM, таму са стэкамі SK Hynix HBM3 24 ГБ яны адпаведна атрымаюць прапускную здольнасць памяці 3,2 ТБ/с ці 4,9 ТБ/с. Ён таксама адзначыў, што чыпы SK Hynix HBM3 маюць квадратную форму, а не прамавугольную, як чыпы HBM2 і HBM2E. Па словах Крыса Мэлора з The Register, паколькі JEDEC яшчэ не распрацавала свой стандарт HBM3, гэта можа азначаць, што SK Hynix спатрэбіцца мадэрнізаваць свой дызайн, зрабіўшы яго хутчэйшым у будучыні.

JEDEC афіцыйна абвясціла аб стандарце HBM3 27 студзеня 2022 года. Колькасць каналаў памяці было павялічана ўдвая з 8 каналаў па 128 біт у HBM2e да 16 каналаў па 64 біта ў HBM3. Такім чынам, агульная колькасць высноў дадзеных інтэрфейсу па-ранейшаму роўна 1024.

У чэрвені 2022 года SK hynix абвясціла аб пачатку масавай вытворчасці першай у галіны памяці HBM3, якая будзе выкарыстоўвацца з графічным працэсарам Nvidia H100, пастаўка якога чакаецца ў трэцім квартале 2022 года. Гэта памяць забяспечыць H100 прапускной здольнасцю "да 819 ГБ / с".

У жніўні 2022 года Nvidia абвясціла, што яе графічны працэсар Hopper H100 будзе пастаўляцца з пяццю актыўнымі вочкамі HBM3 (з шасці на борце), прапаноўваючы 80 ГБ АЗП і прапускную здольнасць памяці 3 ТБ/з (16 ГБ і 600 ГБ/с).

HBM-PIM

У лютым 2021 года Samsung абвясціла аб распрацоўцы HBM з апрацоўкай у памяці (PIM). Гэта новая памяць забяспечвае вылічальныя магчымасці штучнага інтэлекту ўнутры памяці, каб павялічыць маштабную апрацоўку дадзеных. Аптымізаваны для DRAM механізм штучнага інтэлекту размяшчаецца ўнутры кожнага банка памяці, каб забяспечыць паралельную апрацоўку і звесці да мінімуму перамяшчэнне дадзеных. Samsung сцвярджае, што гэта падвоіць прадукцыйнасць сістэмы і знізіць энергаспажыванне больш чым на 70%, пры гэтым не запатрабуюцца якія-небудзь апаратныя ці праграмныя змены ў астатняй частцы сістэмы.

HBM3E

30 мая 2023 года SK Hynix прадставіла сваю памяць HBM3E з хуткасцю апрацоўкі дадзеных 8 Гбіт / с на кантакт (на 25% хутчэй, чым у HBM3), якая павінна выйсці ў вытворчасць у першай палове 2024 года. Пры хуткасці 8 ГТ/з з 1024-бітнай шынай прапускная здольнасць на стэк павялічана з 819,2 ГБ/з, як у HBM3, да 1 ТБ/з. У красавіку 2025 года, на канферэнцыі TSMC, SK hynix прадставіла 16-слойны стэк HBM3E аб'ёмам 48 Гбайт з прапускной здольнасцю 1,2 Тбайт/з.

HBM3 Gen2

Micron анансавала першую ў свеце памяць HBM3 Gen2 з ёмістасцю 24 Гбайт на стэк і прапускной здольнасцю 1,2 Тбайт/з. Акрамя таго, быў абяцаны рост ёмістасці ў 2,5 разы і прадукцыйнасці - у 1,7 разы да 2026 года. url=https://www.anandtech.com/show/18981/micron-unveils-hbm3-gen2-12-tbs-per-stack-at-92-gts-speed | |publisher=AnandTech |date=2023-07-26 |access-date=2023-08-01 |archive-date=2023-08-01 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230801003629/https://www.anandtech.com/show/18981/micron-unveils-hbm3-gen2-12-tbs-per-stack-at-92-gts-speed |url-status= name="3DN">{{cite web |author=Сяргей Сурабекянц |url=https://3dnews.ru/1090592/micron-predstavila-moduli-pamyati-hbm3-gen2-s-propusknoy-sposobnostyu-12-tbayts |title=Micron Тбайт / с – на 44% хутчэй звычайнай HBM3 | lang = ru | publisher = 3DNews | |archive-url=https://web.archive.org/web/20230801061732/https://3dnews.ru/1090592/micron-predstavila-moduli-pamyati-hbm3-gen2-s-propusknoy-sposobnostyu-12-tbayts |url-f.

HBM4

У красавіку 2025 года JEDEC зацвердзіў стандарт памяці HBM4. Галоўнымі новаўвядзеннямі сталі падваенне колькасці каналаў на стэк (з 16 да 32) і падтрымка стэкаў вышынёй да 16 крышталяў з ёмістасцю 24/32 Гбіт. Такім чынам, агульная ёмістасць аднаго стэка вырастае да 64 Гбайт, а прапускная здольнасць – да 2 Тбайт / с Emily Desjardins (2025-04-25) SK hynix паказала памяць HBM4 для ІІ-паскаральнікаў наступнага пакалення</ref>.

Рынак

Па дадзеных аналітычнай кампаніі Counterpoint Research, 62% рынка HBM займае SK Hynix і 17% Samsung Electronics^[3]^[4].

Глядзіце таксама

Крыніцы

^ echnology-epub/HC26.11.310-HBM-Bandwidth-Kim-Hynix-Hot%20Chips%20HBM%202014%20v7.pdf HBM: Memory Solution for Bandwidth-Hungry Processors day1-epub/HC26.11-3-Technology-epub/HC26.11.310-HBM-Bandwidth-Kim-Hynix-Hot%20Chips%20HBM%202014%20v7.pdf Архівавана 24 красавіка 2015 году., Joonyoung Kim і Younsu Kim, SK hynix // Hot Chips 26, August 2014
^ [http://web.archive.org/20141213005922/http://www.cs.utah.edu/events/thememoryforum/mike.pdf Архіўная копія ад 13 сьнежня 2014 на Wayback Machine
^ Памылка выкліку Шаблён:Спасылка: Парамэтры url / спасылка і загаловак / title павінны прысутнічацьYoolim Lee url=https://www.bloomberg.com/news/articles/2025-07-31/cz-hynix-surpasses-samsung-as-top-memory-maker-for-first-time?srnd=phx-technology+(2025-07-31).+Bloomberg.
^ >Памылка выкліку Шаблён:Спасылка: Парамэтры url / спасылка і загаловак / title павінны прысутнічацьАнжэла Марына url=https://3dnews.ru/1126879/prodagi-hbm-ot-samsung-dostigli-dnask-hynix-stala-krupneyshim-proizvoditelem-pamyati-v-mire+(2025-07-31)

Вонкавыя спасылкі

Новы стандарт высакахуткасны памяці High Bandwidth Memory ixbt.com
GDDR6, GDDR5X і HBM2: параўноўваем актуальную відэапамяць | ichip.ru CHIP
High Bandwidth Memory (HBM) DRAM (JESD235), JEDEC, October 2013
25/02 A 1.2V 8Gb 8-channel 128GB/s High-Bandwidth Memory (HBM) выкарыстоўваецца DRAM з эфэктыўным microbump I/O тэст метадаў шляхам 29 нм працэсаў і TSV. D.U Lee, SK hynix, ISSCC 2014
DOI:10.1109/ISSCC.2014.6757501

Шаблён:DRAM

[hchips26-1] y-epub/HC26.11.310-HBM-Bandwidth-Kim-Hynix-Hot%20Chips%20HBM%202014%20v7.pdf HBM: Memory Solution for Bandwidth-Hungry Processors day1-epub/HC26.11-3-Technology-epub/HC26.11.310-HBM-Bandwidth-Kim-Hynix-Hot%20Chips%20HBM%202014%20v7.pdf Архівавана 24 красавіка 2015 году., Joonyoung Kim і Younsu Kim, SK hynix // Hot Chips 26, August 2014

[2] [http://web.archive.org/20141213005922/http://www.cs.utah.edu/events/thememoryforum/mike.pdf Архіўная копія ад 13 сьнежня 2014 на Wayback Machine

[3] Памылка выкліку Шаблён:Спасылка: Парамэтры url / спасылка і загаловак / title павінны прысутнічацьYoolim Lee url=https://www.bloomberg.com/news/articles/2025-07-31/cz-hynix-surpasses-samsung-as-top-memory-maker-for-first-time?srnd=phx-technology+(2025-07-31).+Bloomberg.

[4] >Памылка выкліку Шаблён:Спасылка: Парамэтры url / спасылка і загаловак / title павінны прысутнічацьАнжэла Марына url=https://3dnews.ru/1126879/prodagi-hbm-ot-samsung-dostigli-dnask-hynix-stala-krupneyshim-proizvoditelem-pamyati-v-mire+(2025-07-31)

[1]

[2]

[3]

[4]