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HBM3 von SK Hynix: 24 GB pro Chip und bis zu 6,4 GBit/s pro Pin

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skhynixLange ist es zu einer neuen Generation des HBM-Speichers still gewesen. Bei den Grafikkarten für Endkunden und auch im Workstation-Bereich haben sich AMD und Intel wieder auf den Einsatz von GDDR beschränkt, bei Beschleunigern im Datacenter kommt HBM aber weiterhin zum Einsatz – aktuell als HBM2E. Die JEDEC hat die finalen Spezifikationen zu HBM3 nicht final freigegeben, dennoch prescht SK Hynix jetzt nach vorne und stellt die entsprechende Speichertechnologie vor, die ab dem kommenden Jahr verfügbar sein wird.

Zwischen den aktuell einzigen drei Herstellern von HBM wird sich mit HBM3 der Wettkampf um die effektivste Bauweise und die niedrigsten Preise fortsetzen. Die Umsetzung der Speicherlayer, der TSVs und des schnellen DRAM selbst sind die wichtigsten Faktoren.

Mit HBM3 wird sich die Datenrate pro Bit am Speicherinterface nahezu verdoppeln. Von derzeit 3,6 GBit/s pro Pin soll es auf 6,4 GBit/s pro Pin gehen. Die Kapazität steigt von aktuell 16 auf 24 GB an. Dazu werden bei HBM3 bis zu zwölf DRAM-Speicherebenen verwendet. SK Hynix wird die HBM3-Speicherchips mit einer Kapazität von 16 und 24 GB anbieten. Den Anfang wird man mit 16 GB und acht DRAM-Ebenen machen, so dass HBM3 in dieser Hinsicht auf Niveau von HBM2E sein wird. Die Geschwindigkeit wird also primär der Fokus sein.

Ein HBM3-Speicherchip kommt über ein vermutlich 1.024 Bit breites Speicherinterface auf eine Speicherbandbreite von 819,2 GB/s. Für zwei Speicherchips sprechen wir also schon von 1,6 TB/s und bei vier von 3,28 TB/s. NVIDIAs A100-GPU-Beschleuniger kommt auf knapp 2 TB/s – mit fünf HBM2E-Chips. Potentiell ermöglicht HBM3 bei sechs Speicherchips – so wie es zukünftige Beschleuniger vorsehen – fast 5 TB/s.

Die Höhe der Ebenen, bzw. der maximale Aufbau von acht Stacks war für den HBM2E eine Limitierung in den JEDEC-Spezifikationen, die auch physikalische Vorgaben machen sollte, wenn es darum geht, den Speicher neben einem Chip zu positionieren. Für eine DRAM-Ebene des HBM3 spricht SK Hynix von einer Dicke von 30 μm. Dies entspricht einem Drittel der typische Dicke eines Blattes Papier. Zwölf dieser Ebenen kommen somit auf 360 µm oder 0,36 mm. Die TSV-Abstände (wenngleich diese sicherlich minimal sind) und den Basis-Die nicht mitgerechnet.

SK Hynix nennt noch keine Kunden für seinen HBM3. Im Bereich der GPU- und Spezialbeschleuniger gibt es jedoch eine lange Liste an potentiellen Kunden, die sicherlich sehnlichst auf einen schnelleren HBM-Speicher warten.

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