SPHBM4 выходит дешевле, но не убивает GDDR

JEDEC завершает разработку SPHBM4. Этот новый стандарт памяти обеспечит полную пропускную способность класса HBM4, но с узким 512-битным интерфейсом. Емкость модулей вырастет, а затраты на интеграцию снизятся благодаря совместимости с традиционными органическими подложками. Если технология получит широкое распространение, она заполнит многие пробелы на рынке. Однако убийцей памяти GDDR она вряд ли станет.

Высокоскоростные интерфейсы HBM с шириной 1024 или 2048 бит гарантируют непревзойденную производительность и эффективность. При этом они занимают много ценного места на кристалле процессора. Это ограничивает количество стеков памяти и поддерживаемый ускорителями ИИ объем. В результате страдает производительность отдельных чипов и больших кластеров на их основе.

HBM в «стандартном» корпусе

Стандарт SPHBM4 решает эту проблему и уменьшает ширину интерфейса HBM4 с 2048 до 512 бит. Для сохранения пропускной способности применяют сериализацию 4:1. В JEDEC не уточняют, означает ли это четырехкратное увеличение скорости передачи данных с 8 ГТ/с или введение новой схемы кодирования с более высокими частотами. Цель очевидна: сохранить суммарную скорость HBM4 на 512-битной шине.

В корпусах SPHBM4 будут использовать стандартный базовый кристалл. Вероятно, его изготовят на литейном заводе по техпроцессу для логики, поэтому дешевле он не станет. Трассировка широких микросхем DRAM в узкий базовый кристалл создаст проблемы с плотностью размещения. Также возникнут сложности с тактированием из-за медленных проводников от DRAM и быстрых линий самого базового кристалла. В конструкции применят стандартные кристаллы DRAM HBM4. Это упрощает разработку контроллера на логическом уровне и гарантирует прежнюю емкость на стек — до 64 ГБ для HBM4E.

Теоретически это означает четырехкратный рост емкости памяти SPHBM4 по сравнению с HBM4. На практике разработчики чипов для ИИ будут искать баланс между объемом памяти, вычислительной мощностью и универсальностью. Площадь кремниевых кристаллов дорожает с каждым новым техпроцессом.

Убийца GDDR7?

Внимательный читатель спросит, почему бы не использовать SPHBM4 в игровых видеокартах. Это обеспечило бы более высокую пропускную способность при умеренном росте цены по сравнению с GDDR7 или потенциальной GDDR7X с кодированием PAM4.

Технологию SPHBM4 создали для обеспечения пропускной способности класса HBM4. Она принципиально ориентирована на производительность и скорость, а не на энергопотребление или цену.

SPHBM4 дешевле обычной HBM4 или HBM4E, но для нее все равно нужны многослойные кристаллы HBM DRAM. Они физически крупнее и дороже стандартных микросхем. Также требуются интерфейсный базовый кристалл, сквозные соединения TSV, проверенные техпроцессы и сложная сборка. Эти этапы сильно влияют на цену и плохо масштабируются при увеличении объемов производства. В этом плане стандартная GDDR7 выигрывает за счет огромных тиражей для потребительского сегмента, простых корпусов и отработанной технологии сборки плат.

Тем не менее замена множества микросхем GDDR7 на одну усовершенствованную SPHBM4 может не снизить затраты, а наоборот, повысить их.

Искусство в деталях реализации

Шина памяти на 512 бит остается сложным интерфейсом. Однако в JEDEC утверждают, что SPHBM4 обеспечивает 2.5D-интеграцию на обычных органических подложках и не требует дорогих промежуточных соединений. Это значительно снижает затраты и расширяет гибкость проектирования. Благодаря стандартному 512-битному интерфейсу SPHBM4 может оказаться дешевле решений C-HBM4E, которые используют UCIe или собственные разработки.

По сравнению с решениями на основе кремния, трассировка на органической подложке позволяет создавать более длинные электрические каналы между SoC и стеками памяти. Это снижает ограничения компоновки в больших корпусах и позволяет разместить рядом больше памяти. Трудно представить трассировку интерфейса на 3084 бита вместе с проводами данных и питания на обычных подложках, но посмотрим, что из этого выйдет.

Обзор Xiaomi Poco F8 Ultra — уверенный шаг к премиум-смартфону