Возможно, вечер вторника праздная публика провела бы в яростных выпадах в адрес собеседников в одной из актуальных веток конференции, но компания AMD своими руками предложила лучшую альтернативу, доверив избранным ресурсам поведать миру об особенностях устройства и работы памяти типа HBM, с некоторыми из которых мы уже знакомы. Локомотивом англоязычной технической мысли в очередной раз выступил ресурс AnandTech, который разобрал заранее подготовленную презентацию по косточкам, а нам лишь остаётся крупными мазками описать ситуацию для тех, кто не верит в силу переводчика Google или в собственный багаж лингвистических познаний.

Итак, жила-была в одном двестидевяностом царстве-государстве память типа GDDR5. И всё бы у неё было хорошо и комфортно, если бы не растущее вместе с частотами и пропускной способностью энергопотребление. Как вы понимаете, современным графическим процессорам нужно обмениваться с памятью всё более весомыми объёмами информации, и делать это всё быстрее. На данный момент, по словам наших американских коллег, до 20% энергопотребления видеокарты Radeon R9 290X с памятью типа GDDR5 формируется самой памятью. И дальнейшее наращивание частот памяти вызывает существенный рост тепловыделения, поэтому память GDDR5 уже не так далека от своего предела масштабирования быстродействия.

Интеграцию микросхем памяти на одном кристалле с графическим процессором разработчики считают экономически и технологически нецелесообразной. Тем более, что моделей видеокарт очень много, а выпускать разнообразную номенклатуру интегрированных решений сложно и дорого. Соответственно, в этом случае AMD предпочитает альтернативный способ сближения памяти и графического процессора...

Уже знакомый нам по прошлым упоминаниям кремниевый мост (interposer) является своего рода "продвинутой подложкой" для микросхем памяти и графического процессора. По словам американских коллег, при разработке кремниевого моста для графических решений AMD с памятью HBM первого поколения были задействованы силы нескольких компаний, и UMC оказалась в их числе. Выпускаться кремниевые мосты в нынешних условиях будут по 65-нм технологии после переналадки оборудования, но по мере увеличения объёмов выпуска для этих нужд могут быть выделены более совершенные производственные линии. По сути, сейчас кремниевый мост является подложкой толщиной около 100 мкм, которая содержит все необходимые каналы для передачи информации между соединяемыми компонентами и их питания.

В свою очередь, кремниевый мост соединяется с текстолитовой подложкой, которая и монтируется на печатную плату. Близость микросхем памяти и графического процессора позволяет сделать интерфейс достаточно широким, а тактовые частоты можно снизить, чтобы удержать тепловыделение в разумных рамках. По сути, концепцию HBM можно описать как переход к движению по более широкой "улице" на более низких скоростях без ущерба для роста пропускной способности.

Непосредственно микросхемы памяти HBM монтируются на базовых кристаллах, которые содержат некоторую управляющую логику. В первом поколении друг на друга можно устанавливать до четырёх кристаллов HBM, а связи между "этажами" формируются вертикальными каналами TSV, которые пронизывают кремний. Как известно, такую компоновку AMD разработала совместно с компанией SK Hynix, которая и будет поставлять первые микросхемы памяти типа HBM.

Многоярусная компоновка позволяет существенно экономить площадь, занимаемую микросхемами памяти. Один кристалл HBM имеет размеры 5 х 7 мм, причём вся память совокупным объёмом 4 ГБ может разместиться в пределах подложки графического процессора размерами 70 х 70 мм. Если же сравнивать с Radeon R9 290X, то графический процессор и микросхемы памяти типа GDDR5 занимают площадь не менее 90 х 110 мм.

Правда, как такое соседство отразится на разгонном потенциале, пока предсказать сложно. Очевидно, для графических процессоров AMD с памятью типа HBM обязательным станет общий с микросхемами памяти теплораспределитель, с которым и будет контактировать подошва системы охлаждения. Как мы знаем по сегменту центральных процессоров, от характеристик применяемого под теплораспределителем термоинтерфейса будет зависеть тепловой режим работы и скорость отвода тепла.

Обобщая всё изученное в презентации AMD, американские коллеги публикуют сводную таблицу, в которой описывают предполагаемые характеристики памяти типа HBM применительно к воображаемой видеокарте с условным обозначением Fiji. Эффективная ширина шины памяти составит 4096 бит, пропускная способность - 512 Гбайт/с, а уровень энергопотребления при объёме 4 ГБ не превысит 14,6 Вт. Кстати, память типа HBM работает при напряжении 1.3 В против 1.5 В у GDDR5.

К явным недостаткам можно отнести ограничение объёма памяти величиной 4 ГБ, что по нынешним меркам не так и много. Да, эта память будет быстрой, но её будет мало. Сможет ли AMD предложить какое-то решение для этой проблемы до тех пор, пока не выйдет память HBM второго поколения, предсказывать не берёмся. Слухи о намерениях выпустить двухпроцессорный вариант Fiji некоторыми ресурсами подогреваются с особой настойчивостью. Очевидно, раскрывать все секреты AMD раньше времени не готова.