HBM2 hukommelse: egenskaber, styrker og svagheder

Mange gange kan en teknologi virke meget god på papiret, men ender med at blive en kæmpe kommerciel fiasko, fordi det, der umiddelbart virkede som en god idé, bringer en række problemer med sig, som ikke ses ved første øjekast, og som dukker op under dens udvikling. . Et af disse tilfælde er HBM2-hukommelse, som for flere år siden lovede at erstatte GDDR5 hukommelse for evigt. Virkelighed? GDDR6 er det mest brugte i gaming grafikkort. Det, der blev lovet at være dets erstatning, er blevet henvist til markedet for servere, der bruger såkaldte HPC GPU'er.

Teknisk og på papiret, hvis du spørger en systemarkitekt, vil de fortælle dig, at HBM2 er en bedre type hukommelse end GDDR6. Så hvorfor er der ikke en eneste AMD RX 6000 el NVIDIA RTX 30 bruger det, hvis det er så godt? Det er det spørgsmål, vi ønsker at besvare med denne sammenligning, og vi vil gøre det på en måde, som alle læsere kan forstå.

Hvad er HBM-hukommelser, og hvilke fordele giver de?

HBM-hukommelse er en type RAM hukommelse, der er blevet populær i de senere år inden for grafisk hardware til datacentre og servere. Men når det kommer til grafikkort til pc'er, er de forsvundet fra markedet. I dag er de den bedste type hukommelse, der er tilgængelig af følgende årsager:

• Det kan opnå samme båndbredder som GDDR6 og endda GDDR6X .
• Dens latenstid er lavere end GDDR6 og GDDR6X . Hvilket gør det nyttigt for server-CPU'er med tiere og endda hundredvis af kerner. Især dem, der er designet med specialiserede enheder til maskinlæring. Altså den såkaldte kunstige intelligens.
• Dens strømforbrug pr. transmitteret bit er næsten det halve sammenlignet med GDDR6 . Dette gøres for at øge antallet af sammenkoblinger, hvilket giver dem mulighed for at køre ved lavere hastigheder og derfor lavere spænding.
• Hver hukommelseschip vises vandret over hele kortet, i tilfældet med HBM2 kan vi have konfigurationer på 4 eller 8 chips, den ene oven på den anden og følgelig lodret . Hvilket betyder at pladsen, de ender med at optage, er meget mindre.

Sådan fungerer HBM-hukommelse

For at få den høje båndbredde, men lave strømforbrug, du har brug for, HBM sticks bruger et stort antal sammenkoblingsben . Problemet med denne tilgang er, at dette ville betyde, at størrelsen af ​​chippen ville stige for at forbinde hver pin med den tilsvarende hukommelseschip. Og ikke kun fra grafikchippen, men også fra hukommelsen. Løsningen? Nå, hvad du gør er at sende ledningerne ned og bruge et ekstra stykke. Den såkaldte Interposer, som tilføjer ekstra omkostninger og kompleksitet i fremstillingen.

So Interposer er en ekstra omkostning for processen og komplicerer samlingen af ​​den nye chip, øge det potentielle antal fejl under montering. Ikke kun det, men fordi HBM-hukommelseschips er stablet, er det ikke så enkelt som at stable den ene oven på den anden. For at chippen i toppen af ​​stakken kan kommunikere med interposeren, skal dens ledninger gå lodret gennem resten af ​​hukommelseschipsene i stakken. Som vi kalder gennem siliciumveje eller TSV.

For at visualisere det, forestil dig en boligblok, hvor vand- og elforsyningen er i stueetagen og skal fordeles på alle etager. Nå, det samme sker i tilfælde af HBM-hukommelse. Derfor er den så dyr at fremstille, og fra det øjeblik er prisen en vigtig værdi at tage højde for på forbrugermarkedet. Så ender du med at ofre fordelene ved plads og forbrug, til gengæld for lavere omkostninger.

Hvorfor bruges HBM-hukommelse ikke i pc-grafikkort?

Så med spørgsmålet om pris, er vi nødt til at tage højde for, at en almindelig bruger vil lede efter den hardware, der altid giver ham den bedste ydeevne inden for sit budget. Det fordelene ved HBM2 giver dig mulighed for at få en grafikkort, der er mindre rummeligt og bruger mindre , men inden for evalueringskriterierne er de ikke det mest relevante element. Hvad er det så? Det er klart den, der får flest billeder i sekundet og i den højest mulige opløsning i dine yndlingsspil.

Forestil dig, at vi har to identiske grafikkort med det samme GPU og samme ydeevne, dog har den ene dyrere hukommelse end den anden. Hvad sker der? Producenten kan ikke sælge en variant af produktet, der er lige så god som standardproduktet til slutbrugeren, til en højere pris, hvis det ikke tilføjer en væsentlig fordel til den primære nytte, den bruges til. Med andre ord er producenterne holdt op med at bruge HBM2 i deres gaming-grafik af én grund: fortjenstmargener.

Hvad er GDDR6-hukommelse, og hvordan er den sammenlignet med HBM2?

GDDR6 er den sjette generation af Dual Data Rate-hukommelse, der fokuserer på dets brug til grafikkort. De adskiller sig fra konventionel RAM ved, at de ofrer adgangsforsinkelse, noget der ikke påvirker grafikchippen, i bytte for høj båndbredde, hvilket er essentielt ved gengivelse af grafik. Med andre ord har vi at gøre med en type hukommelse, der er ideel til brug i en GPU, men katastrofal for en central processor. Derfor ser vi ikke DIMM-moduler med GDDR6 til vores pc.

GDDR6 , i forhold til sine forgængere, er et skridt fremad, da hver chip opfører sig som to uafhængige, grundet at nu hver 16-bit databus har sin egen adresse/kommando bus. Det er med andre ord dual-channel hukommelse og kan derfor svare på to anmodninger på samme tid. HBM2 har til gengæld den fordel, at den har lavere latency, hvilket gør den ideel til serverprocessorer med snesevis af kerner, men ikke til et grafikkort, og den har op til 8 forskellige hukommelseskanaler, en til hver chip. som vi har lagt på stakken.

Fordelen ved GDDR6 frem for HBM2 kan opsummeres i én ting, det er meget billigere, og dets udbredte brug hjælper dette . Vi ser det ikke kun i pc-grafikkort, men også i videospilkonsoller. Hvis vi skulle sammenligne hovedparten af ​​produktsalget efter hukommelsestype, så ville vi se, at HBM's procentdel ville være enkeltcifret.

GDDR6X, et smugkig ind i fremtiden?

Med udseendet af NVIDIA RTX 30, især i de mest kraftfulde grafikkort inden for det område. Vi har været i stand til at se udseendet på markedet af en variant af GDDR6, som er blevet døbt som GDDR6X. Dens drift er baseret på at bruge en type kodning kaldet PAM4 , hvor for hver datapin, i stedet for at sende værdierne 0 eller 1, sendes værdierne 00, 01, 10 og 11 gennem ændringer i spændingen.

Det er med andre ord en måde at øge båndbredden på uden at øge clockhastigheden til alarmerende høje niveauer og dermed lavere forbrug. Dette har aktiverede hastigheder på op til 21 Gbps og muliggør samlede overførselshastigheder, der tidligere kun var muligt med en 4-stack eller 4096-bit HBM-konfiguration. At hvis, med nogle rigtig højt forbrug . Historien er igen den samme. Selvom GDDR6X er mindre effektiv end nogen anden HBM-hukommelse , men igen er det meget billigere. Hvilket har fået HBM til at sige farvel til avancerede GPU'er.

Det nye PCIe Gen 5-stik er sømmet i kisten

Før vi har fortalt dig, at en af ​​styrkerne ved HBM-hukommelse sammenlignet med GDDR6-hukommelse er dets lavere forbrug. Hvilket er en fordel, når du kommer faretruende tæt på strømgrænserne for strømstikket til grafikkortet. Lad os ikke glemme det i årevis har 350 W forbrug været grænsen . Så en mere energieffektiv hukommelse som HBM gav meget mere mening.

PCI Express 5.0-grafikkort vil bringe et nyt stik med sig til op til 600 W strøm. Dette eliminerer behovet for mere effektiv hukommelse . Med andre ord: HBM2-hukommelse bliver endnu mere ubrugelig i et gaming-grafikkort. Siden et af problemerne, det oprindeligt blev skabt til, er forsvundet. Og ja, det ville være meget bedre af miljømæssige årsager, en type energi, der forbruger meget mindre. Det er dog, hvad branchedeltagerne har besluttet: at øge forbruget af hardwaren.