> > > > Zweite Generation HBM2 von SK Hynix und Samsung sind kein Kompromiss mehr

Zweite Generation HBM2 von SK Hynix und Samsung sind kein Kompromiss mehr

Veröffentlicht am: von

samsung-hbm2Vor etwa zwei Jahren begannen Samsung und SK Hynix mit der Risc-Production von High Bandwidth Memory der zweiten Generation. Seit Sommer wird dieser in der Massenfertigung produziert und NVIDIA verbaut diesen auf der Tesla P100, Quadro GP100, Tesla V100 und Titan V. Im Endkunden-Bereich ist AMD mit der Radeon RX Vega 56 und 64 der bisher einzige Abnehmer.

Vor einigen Wochen kündigte Samsung die 2. Generation des HBM2 namens Aquabolt an. Dieser soll bei gleicher Leistungsaufnahme eine Bandbreite von 2,4 GBit/s pro Pin erreichen. Damit erreicht Samsung eine Speicherbandbreite von 307 GB/s für einen einzelnen 8-GB-Speicherstack und einem Speicherinterface von 1.024 Bit. Nach eigenen Angaben hat Samsung das SV-Design (Through Silicon Via’s) verbessert und setzt Thermal Bumbs ein, um die Abwärme besser abführen zu können.

Die japanischen Kollegen von PC Watch haben sich die Änderungen in der 2. Generation des HBM2 nun etwas genauer angeschaut und führen dies am Beispiel des Speichers von SK Hynix an. HBM2 ist für eine maximale Bandbreite von 2 GBit/s pro Pin bei einer Chip-Speicherbandbreite von 256 GB/s konzipiert worden. Bei einer 4-Stack-Konfiguration (4Hi) ergibt sich daraus eine Speicherbandbreite von 1 TB/s bei einer Kapazität von 4 GB pro HBM2-Chip. Maximal geplant ist eine Ausbaustufe mit 8-Stacks (8Hi) für eine Speicherkapazität von 32 GB.

Wie sich in der Praxis aber zeigt, sind diese Ziele noch lange nicht erreicht worden. Von der geplanten Speicherbandbreite von 1 TB/s sind die aktuellen Produkte noch weit entfernt. Die NVIDIA Tesla V100 kommt auf 720 GB/s, AMDs Radeon Vega auf 484 GB/s und NVIDIAs Titan V auf 652,8 GB/s. Grund hierfür sind offenbar technische Schwierigkeiten bei der Fertigung bzw. Umsetzung von HBM2. NVIDIA wollte schon bei der Tesla P100 mit HBM2 darauf nicht genauer eingehen, zeigte sich aber recht unzufrieden aufgrund der Tatsache, dass die gewünschten Werte nicht erreicht werden konnten. Für Samsung und SK Hynix war die 1. Generation von HBM2 mehr oder weniger ein Kompromiss aus Speicherkapazität und Speicherbandbreite. Aus diesem Grund hat Samsung die Bandbreite pro Pin auf 2,4 GBit/s erhöht – geplant waren wie gesagt einmal maximal 2 GBit/s.

Mit der 2. Generation des HBM2 haben Samsung und SK Hynix offenbar grundlegende Änderungen am Design vorgenommen. Dies betrifft die Topologie der Verbindungen mittels TSVs in den DRAM-Stacks zur Logic-Die. In den Dieshots der Vega-10-GPU wurden auch der HBM2 in seine einzelnen Schichten zerlegt und darin sind die DRAM-Stacks und Logic-Die schön zu erkennen.

In der 1. Generation des HBM2 wurden die oberen Stacks durch die darunterliegenden Stacks durchgeschleift. Es gab keine direkten Verbindungen zwischen den oberen Stacks und dem Logic-Die. Die 2. Generation verwendet nun direkte Verbindungen. Darauf verweist auch Samsung mit dem verbesserten SV-Design des Aquabolt-HBM2. Um die Bandbreite möglichst hoch zu halten wurde jeder DRAM-Stack mit vier Kanälen angebunden – für zwei Stacks wurden jeweils acht Kanäle verwendet. Per Lower- und Upper-Rank konnte dies von vier auf acht Stacks erweitert werden.

Die 2. Generation des HBM2 von SK Hynix verwendet nun nur noch zwei Channel pro DRAM-Stack. Offenbar bot Samsung auch in der 1. Generation Varianten an, die zwischen zwei und vier Kanälen konfigurierbar waren. Durch die geringere Anzahl an Kanälen pro DRAM-Stack können jeweils direkte Verbindungen zum Logic-Die erstellt werden. Ein Durchschleifen ist nicht mehr notwendig.

Dies bedeutet aber auch, dass nur noch mit HBM2 mit mehr als vier DRAM-Stacks die maximale Bandbreite erreicht werden kann. Ein insgesamt 1.024 Bit breites Speicherinterface wird durch die Anbindung der zwei DRAM-Stacks intern zu 4x 128 Bit also nur 512 Bit. Erst ab vier Stacks können die vollen 8x 128 Bit also 1.024 Bit angebunden werden.

Die Umtellung der Kanal-Konfiguration zeigt eine Verschiebung hinsichtlich der Ansprüche des Marktes. Für die 1. Generation des HBM2 ging es darum eine möglichst hohe Bandbreite zu liefern – wenngleich auch dies nicht immer erreicht wurde. Dazu mussten die GPU-Hersteller gewisse Einschränkungen bei der Gesamtkapazität hinnehmen. Für die 2. Generation des HBM2 gilt dieser Kompromiss nur noch für eine 2-Stack-Konfiguration, ab 4Hi und bis 8Hi sind Kapazität und Speicherbandbreite nicht mehr kompromissbehaftet.

Samsung und SK Hynix wollen in Kürze mit der Massenproduktion der 2. Generation des HBM2 beginnen bzw. haben dies schon getan. Wann die ersten Partner mit dem neuen Speicher beliefert werden, ist derzeit nicht bekannt. In Frage kommen hier natürlich neben AMD und NVIDIA auch noch weitere Hardware-Hersteller, die spezielle Beschleunigerkarten mit HBM2 auf dem Markt haben. Als Beispiel zu nennen wären hier Intel mit dem Stratix 10 MXGoogle mit der Tensor Processing UnitNEC mit den SX Aurora TSUBASA und viele mehr.

Social Links

Ihre Bewertung

Ø Bewertungen: 5

Tags

Kommentare (2)

#1
Registriert seit: 14.08.2013

Leutnant zur See
Beiträge: 1132
Ich finde es schön das die Entwicklung hier weitergeht und ich denke das mit der Navi Generation im Sommer 2018, HBM2 endlich richtig funktionieren wird.

Wenn wir davon ausgehen das im Sommer 2017 HBM2 gut funktioniert und auch in größeren Mengen hergestellt wird, so kann AMD seine GPUs in Ruhe daran anpassen und hat zum Marktstart im Sommer 2018 auch endlich kein Lieferproblem mehr. Navi könnte damit die erste Generation sein, bei der HBM normal wird, wohlmöglich auch in den unteren Leistungsklassen.
#2
customavatars/avatar3377_1.gif
Registriert seit: 15.11.2002
www.twitter.com/aschilling
[printed]-Redakteur
Tweety
Beiträge: 31281
Im Sonmer 2018 wird es allerdings keine Navi-GPU von AMD geben. Die sind für 2019 geplant.
Um Kommentare schreiben zu können, musst Du eingeloggt sein!

Das könnte Sie auch interessieren:

  • Die GeForce RTX 2080 Ti und RTX 2080 Founders Edition im Test

    Logo von IMAGES/STORIES/2017/GEFORCERTX2080

    Heute nun ist es endlich soweit und wir präsentieren die vollständigen Leistungsdaten und Messwerte zu den beiden ersten Karten der GeForce-RTX-20-Serie von NVIDIA. Nach der Vorstellung der Pascal-Architektur im Mai 2016 sind die neuen Karten für NVIDIA in vielerlei Hinsicht ein... [mehr]

  • Kleiner Turing-Ausbau: Gigabyte GeForce RTX 2070 WindForce 8G im Test

    Logo von IMAGES/STORIES/2017/GIGABYTE-RTX2070-WINDFORCE-LOGO

    Gestern war es soweit und mit der GeForce RTX 2070 startet die vorerst "kleinste" GeForce-RTX-Karte der neuen Serie von NVIDIA. Mit der Gigabyte GeForce RTX 2070 Windforce 8G haben wir ein Partnermodell im Test, denn die Founders Edition ist bislang noch nicht verfügbar. Erwartet wird die GeForce... [mehr]

  • GeForce RTX 2080 Ti von ASUS und MSI im Test

    Logo von IMAGES/STORIES/2017/ASUS-STRIX-RTX2080TI-25_EBA36C79E22348199FB2B590657E5413

    Nach den ersten drei Modellen der GeForce RTX 2080 schauen wir uns nun zwei Custom-Varianten der GeForce RTX 2080 Ti an. Diese stammen aus dem Hause ASUS und MSI, unterscheiden sich äußerlich in einigen Aspekten natürlich, sind sich auf den zweiten Blick aber ähnlicher als man denken möchte.... [mehr]

  • 7-nm-GPU und 16 GB HBM2: Die Radeon VII im Test

    Logo von IMAGES/STORIES/2017/AMD-RADEONVII

    Heute ist es endlich soweit: Es gibt in Form der Radeon VII endlich wieder eine neue Grafikkarte aus dem Hause AMD. Zwar kommt auch hier die bekannte Vega-Architektur zum Einsatz, durch die Kombination einer in 7 nm gefertigten GPU mit 16 GB an extrem schnellen HBM2, ist die Radeon VII aber... [mehr]

  • ASUS ROG Strix GeForce RTX 2070 OC im Test

    Logo von IMAGES/STORIES/2017/ASUS-ROG-RTX2070

    Nach dem ersten Einstiegsmodell können wir uns nun auch eines der schnelleren Modelle der GeForce RTX 2070 anschauen. Die ASUS ROG Strix GeForce RTX 2070 OC ist eine typische ROG-Strix-Lösung, die das Maximum aus der Hardware herausholen soll. Allerdings gönnt sich ASUS auch einen... [mehr]

  • GeForce RTX 2080 von ASUS, Gigabyte und PNY im Test

    Logo von IMAGES/STORIES/2017/ASUS-GEFORCE-RTX

    Nach dem Test der GeForce RTX 2080 in der Founders Edition, wollen wir uns nun die ersten Custom-Modelle genauer anschauen. Diese stammen von ASUS, Gigabyte sowie PNY. Zwei Modelle verwenden das Referenz-PCB von NVIDIA, eines baut aber auch schon auf einem eigenen PCB des Herstellers auf. Eine... [mehr]