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Hot Chips 28: Über GDDR6, DDR5, HBM3, LPDDR5 und mehr

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speicher waferAuf das Intel Developer Forum in der vergangenen Woche folgte gestern der Start der Hot Chips 28, der Konferenz rund um neue Speicherstandards und Technologien in diesem Bereich. GDDR6, DDR5, HBM3 und LPDDR5 sind neue Speicherstandards, die uns in den kommenden Jahren erwarten werden. Auf einer solchen Konferenz wird dann auch deutlich, welches Unternehmen bestimmte Interessen verfolgt und wo es die eigenen Stärken sieht. Dies zeigt sich häufig in Seitenhieben in den Präsentationen.

Den Anfang macht DDR5. Bereits Intel sprach auf dem IDF16 über DDR5, sieht sich derzeit aber noch nicht in der Lage einen Fahrplan vorzugeben. Da die JEDEC die finalen Spezifikationen noch nicht veröffentlicht hat, können die Hersteller noch nicht konkret darüber reden. Mit ersten Samples von DDR5 ist laut Micron nicht vor 2018 zu rechnen. Die Serienfertigung sieht man für 2019 als realistisch an, so dass erst 2020 und danach mit einer breiteren Verfügbarkeit gerechnet werden kann. Der Einstieg soll wohl mit DDR5-3200 gemacht werden. Über verschiedene Ausbaustufen, wie wir sie bei DDR2, DDR3 und DDR4 auch schon gesehen haben, soll über die Zeit dann DDR5-6400 erreicht werden. Durch Optimierungen bei der Übertragung soll die Bandbreite zum aktuellen DDR4 schlussendlich verdoppelt werden; die Spannung des Speichers bei 1,1 V liegen.

Samsung und SK Hynix wollen HBM schneller und günstiger machen

Während bei den Prozessoren der Weg in gewisser Weise klar vorgegeben ist, spielen bei den Grafikkarten gleich drei Standards eine wichtige Rolle: GDDR, GDDR5X und HBM. Bei SK Hynix konzentriert man sich auf die Weiterentwicklung des High Bandwidth Memory und hat für die zweite Generation auch bereits mit der Massenproduktion begonnen. Neuigkeiten gibt es hier zunächst einmal nicht, denn erst einmal muss SK Hynix HBM2 auf Produkten unterbringen. Die Vega-Karten von AMD sind hier zum Jahreswechsel ein heißer Kandidat. Dennoch spricht man bereits über HBM3 und will die Bandbreite hier noch einmal verdoppeln. 512 GB/s sollen es pro Chip sein. Die größte Herausforderung aber ist offenbar den Speicher günstiger zu machen. Erst dann kann HBM neben High-End-Grafikkarten auch in anderen Bereichen eine Rolle spielen.

Präsentation auf der Hot Chips 28
Präsentation auf der Hot Chips 28

Bei Samsung ist man hier schon einen Schritt weiter und liefert HBM2 bereits für die Tesla-P100-GPU-Beschleuniger von NVIDIA aus. Keine Frage ist dabei, dass dieser Speicher aus einer sehr frühen Produktion stammte, wenngleich Samsung inzwischen in die Massenproduktion gewechselt haben sollte. Auch bei Samsung steht das Thema Reduzierung der Kosten ganz oben auf der Liste. Samsung hat allerdings auch erste konkrete Lösungsansätze zu bieten. So sollen die Anzahl der Verbindungen in den Speicherstacks (TSVs) reduziert werden – von 1.024 auf 512. Gleichzeitig könnte die Bandbreite pro Kontaktierung erhöht werden, so dass die Bandbreite eines Chips zwar von 256 auf 200 GB/s reduziert wird, die Kosten aber deutlich geringer ausfallen und den Speicher damit für andere Marktbereiche attraktiv machen.

Auf der Hot Chips 28 wird zudem der Kampf zwischen HBM (Samsung und SK Hynix) und HMC (Micron) offen ausgetragen. Während sich Samsung und SK Hynix durch die JEDEC-Spezifizierung und die bessere Verfügbarkeit im Vorteil sehen, sieht Micron HBM nur als billige Kopie von HMC. Dem Kunden dürfte es egal sein, so lange die Produkte durch schnelleren Speicher immer besser werden.

GDDR6 löst GDDR5X ab

HBM sollte viele Probleme bei der Limitierung aktueller GPUs durch den zu langsamen Speicher lösen. Letztendlich war AMD mit der Radeon R9 Fury X zwar der erste Hersteller, der diesen neuen Speicher eingesetzt hat, vermutlich aber war es für AMD noch etwas zu früh darauf zu setzen. Doch AMD und NVIDIA sind auf der Suche nach Alternativen und im Falle der neuen Pascal-Generation von NVIDIA wurde eine solche von Form von GDDR5X gefunden.

Präsentation auf der Hot Chips 28
Präsentation auf der Hot Chips 28

GDDR5X liefert aktuell pro Chip eine Bandbreite von 10 GBit/s, geplant sind bis zu 14 GBit/s bei einer Kapazität von 512 MB bis 2 GB pro Chip. Bis wir die Höchstgrenze erreicht haben, wird aber noch etwas Zeit vergehen. Samsung hat für GDDR6 bereits erste Ideen und diese schließen genau dort an, wo GDDR5X aufhört. 14 bis 16 GBit/s sollen es für GDDR6 sein. Die Kapazitäten pro Chip dürften sich in einem ähnlichen Rahmen bewegen. Es wird allerdings noch einige Zeit dauern, bis wir GDDR6 auf Grafikkarten sehen werden. Für 2020 soll die Massenproduktion nicht starten.

LPDDR – Effizienz im Fokus

Präsentation auf der Hot Chips 28
Präsentation auf der Hot Chips 28

Einen deutlichen Fokus auf die Effizienz legen die Hersteller beim LPDDR-Speicher. Dieser soll mit LP4X effizienter werden, in dem bei gleicher Leistungsaufnahme höhere Taktraten möglich gemacht werden. LP4X ist aber nur ein Zwischenschritt zu LPDDR5. Die Bandbreite soll hier von 4.266 MB/s auf 6.400 MB/s steigen.

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Kommentare (2)

#1
Registriert seit: 16.09.2016
Berlin
Matrose
Beiträge: 2
Diese muss wirklich interessante Konferenz sein!
#2
Registriert seit: 11.06.2013

Hauptgefreiter
Beiträge: 157
Habe eigentlich mal auf eine Materialänderung in der Ram-Herstellung gehofft, um die Reaktionszeiten zu verringern, die schon seit gut 20 Jahren immer noch die Selben sind.
Vergleich:
Speichertyp Timingwerte CL tRCD tRP
DDR-500 CL3-3-2-8 12 ns 12 ns 8 ns
DDR3-2133 CL11-11-11 10,3 ns 10,3 ns 10,3 ns
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