HBM2-minne: egenskaper, styrker og svakheter

HBM minne dukket først opp i AMD R9 Fury for nesten et tiår siden og var en konstant i flere stasjonære grafikkort frem til Radeon VII, som gikk med mer smerte enn ære. Siden den gang kommer ikke gaming-grafikkortene og HBM2 overens i det hele tatt. Hvorfor brukes ikke denne typen minne lenger, og hvordan HBM2, GDDR6 og GDDR6X sammenlignes?

Mange ganger kan en teknologi virke veldig bra på papiret, men ender opp med å bli en stor kommersiell fiasko på grunn av det faktum at det som virket som en god idé til å begynne med fører med seg en rekke problemer som ikke sees ved første øyekast som dukker opp under utvikling. . Et av disse tilfellene er HBM2-minne, som for flere år siden lovet å erstatte GDDR5-minne for alltid. Virkelighet? GDDR6 er det mest brukte i gaming grafikkort. Det som ble lovet å erstatte den har blitt henvist til markedet for servere som bruker såkalte HPC GPUer.

HBM2 minne

Teknisk og på papiret, hvis du spør en systemarkitekt vil de fortelle deg at HBM2 er en bedre type minne enn GDDR6. Så hvorfor er det ikke en eneste AMD RX 6000 eller NVIDIA RTX 30 bruker det hvis det er så bra? Det er spørsmålet vi ønsker å svare på med denne sammenligningen, og vi vil gjøre det på en måte som alle lesere kan forstå.

Hva er HBM-minner og hvilke fordeler gir de?

HBM-minne er en type RAM minne som har blitt populært de siste årene innen grafisk maskinvare for datasentre og servere. Når det kommer til grafikkort til PC-er har de imidlertid forsvunnet fra markedet. I dag er de den beste typen minne som er tilgjengelig av følgende grunner:

  • Det kan oppnå samme båndbredder som GDDR6 og til og med GDDR6X .
  • Latenstiden er lavere enn GDDR6 og GDDR6X . Noe som gjør det nyttig for server-CPUer med titalls og til og med hundrevis av kjerner. Spesielt de som er designet med spesialiserte enheter for maskinlæring. Det vil si den såkalte kunstige intelligensen.
  • Dens strømforbruket per overført bit er nesten halvparten sammenlignet med GDDR6 . Dette gjøres for å øke antall sammenkoblinger, noe som gjør at de kan kjøre med lavere hastigheter og dermed lavere spenning.
  • Hver minnebrikke vises horisontalt over hele brettet, i tilfellet med HBM2 kan vi ha konfigurasjoner av 4 eller 8 brikker, den ene oppå den andre og følgelig vertikal . Som betyr at plassen de ender opp med er mye mindre.

Slik fungerer HBM-minne

For å få den høye båndbredden, men lave strømforbruket du trenger, HBM-pinner bruker et stort antall sammenkoblingsstifter . Problemet med denne tilnærmingen er at dette vil bety at størrelsen på brikken vil øke for å koble hver pinne sammen med den tilsvarende minnebrikken. Og ikke bare fra grafikkbrikken, men også fra minnebrikken. Løsningen? Vel, det du gjør er å sende ledningen ned og bruke en ekstra del. Den såkalte Interposer, som legger til ekstra kostnader og produksjonskompleksitet.

So Interposer er en ekstra kostnad for prosessen og kompliserer monteringen av den nye brikken, øker det potensielle antallet feil under montering. Ikke bare det, men fordi HBM-minnebrikker er stablet, er det ikke så enkelt som å stable den ene oppå den andre. For at brikken på toppen av stabelen skal kommunisere med mellomleggeren, må ledningene gå vertikalt gjennom resten av minnebrikkene i stabelen. Som vi kaller gjennom silisiumveier eller TSV.

For å visualisere det, se for deg en boligblokk der vann- og strømforsyningen er i første etasje og må fordeles til alle etasjene. Vel, det samme skjer i tilfellet med HBM-minne. Det er derfor det er så dyrt å produsere og fra det øyeblikket er prisen en viktig verdi å ta hensyn til i forbrukermarkedet. Da ender du opp med å ofre fordelene med plass og forbruk, i bytte mot lavere kostnader.

HBM Interposer Render

Hvorfor brukes ikke HBM-minne i PC-grafikkort?

Så med spørsmålet om pris, må vi ta hensyn til at en vanlig bruker kommer til å se etter maskinvaren som alltid gir ham den beste ytelsen innenfor budsjettet. De fordelene med HBM2 vil tillate deg å få en grafikkort som er mindre romslig og bruker mindre , men innenfor evalueringskriteriene er de ikke det mest relevante elementet. Hva er det da? Tydeligvis den som får flest bilder per sekund og med høyest mulig oppløsning i favorittspillene dine.

Tenk deg at vi har to like grafikkort, med det samme GPU og samme ytelse, men den ene har dyrere minne enn den andre. Hva skjer? Produsenten kan ikke selge en variant av produktet som er like bra som standardproduktet for sluttbrukeren til en høyere pris dersom det ikke tilfører en vesentlig fordel til hovednytten det brukes til. Med andre ord, produsenter har sluttet å bruke HBM2 i spillgrafikken av én grunn: fortjenestemarginer.

Hva er GDDR6-minne og hvordan er det sammenlignet med HBM2?

GDDR6 er sjette generasjon Dual Data Rate-minne fokusert på bruken for grafikkort. De skiller seg fra konvensjonell RAM ved at de ofrer tilgangsforsinkelse, noe som ikke påvirker grafikkbrikken, i bytte mot høy båndbredde, noe som er essensielt ved gjengivelse av grafikk. Vi har med andre ord å gjøre med en type minne som er ideell for bruk i en GPU, men katastrofal for en sentral prosessor. Derfor ser vi ikke DIMM-moduler med GDDR6 for vår PC.

Karakteristisk HBM2 GDDR6 GDDR6X
sjetonger per enhet 4 eller 8 en en
kapasitet per brikke 2 GB (opptil 16 GB per stasjon) 1 eller 2GB 1 eller 2GB
busser 1024 bit 32 bit 32 bit
kanaler 8 (128 biter per kanal) 2 (16 biter per kanal) 2 (16 biter per kanal)
Overføringshastighet Fra 2 Gbps til 2.4 Gbps 12 til 18 Gbps 19 til 21 Gbps
andre Krever Interposer Opptil 2 enheter deler buss Opptil 2 enheter deler buss/PAM4-koding

GDDR6 , sammenlignet med forgjengerne, er et skritt fremover, da hver brikke oppfører seg som to uavhengige, på grunn av at nå har hver 16-bits databuss sin egen adresse/kommandobuss. Det er med andre ord tokanalsminne og kan derfor svare på to forespørsler samtidig. HBM2 har på sin side fordelen av å ha lavere latens, noe som gjør den ideell for serverprosessorer med dusinvis av kjerner, men ikke for et grafikkort, og den har opptil 8 forskjellige minnekanaler, en for hver brikke. som vi har lagt på stabelen.

Fordelen med GDDR6 fremfor HBM2 kan oppsummeres i én ting, det er mye billigere og dets utbredte bruk hjelper dette . Vi ser det ikke bare på PC-grafikkort, men også i videospillkonsoller. Hvis vi skulle sammenligne hoveddelen av produktsalget etter minnetype, så ville vi se at HBMs prosentandel ville være enkeltsifret.

GDDR6

GDDR6X, en sniktitt inn i fremtiden?

Med utseendet til NVIDIA RTX 30, spesielt i de kraftigste grafikkortene innenfor dette området. Vi har kunnet se utseendet på markedet til en variant av GDDR6 som har blitt døpt som GDDR6X. Dens operasjon er basert på å bruke en type koding kalt PAM4 , hvor for hver datapinne, i stedet for å sende verdiene 0 eller 1, sendes verdiene 00, 01, 10 og 11 gjennom endringer i spenning.

Det er med andre ord en måte å øke båndbredden uten å øke klokkehastigheten til urovekkende høye nivåer og dermed lavere forbruk. Dette har aktiverte hastigheter på opptil 21 Gbps og muliggjør totale overføringshastigheter som tidligere kun var mulig med en 4-stack eller 4096-bits HBM-konfigurasjon. At hvis, med noen virkelig høyt forbruk . Historien er igjen den samme. Selv om GDDR6X er mindre effektiv enn noe annet HBM-minne , men igjen er det mye billigere. Noe som har fått HBM til å si farvel til avanserte GPUer.

Minner GDDR6X RTX 30 40

Den nye PCIe Gen 5-kontakten er spikeren i kista

Før vi har fortalt deg at en av styrkene til HBM-minne sammenlignet med GDDR6-minne er det lavere forbruket. Noe som er en fordel når du kommer farlig nær strømgrensene til strømkontakten til grafikkortet. La oss ikke glemme det i årevis har 350 W forbruk vært grensen . Så et mer energieffektivt minne som HBM ga mye mer mening.

PCI Express 5.0-grafikkort vil bringe med seg en ny kontakt for opptil 600 W strøm. Dette eliminerer behovet for mer effektivt minne . Med andre ord: HBM2-minne blir enda mer ubrukelig i et gaming-grafikkort. Siden et av problemene det opprinnelig ble opprettet for har forsvunnet. Og ja, det ville vært mye bedre av miljøhensyn, en type energi som bruker mye mindre. Det er imidlertid bransjedeltakerne som har bestemt seg: å øke forbruket av maskinvaren.