Dalje od DDR4: Razlike između širokopojasnih I / O, HBM-a i hibridne memorijske kocke

Hardver

Dolaze velike promjene u svijetu memorijskog sučelja, a nedavni interes za AMD-ovim i Nvidijinim planovima za usvajanje novog standarda propusnosti širokog opsega memorije čini ovo vrijeme pogodnim za objašnjenje tri nova standarda: Wide I / O, HBM i HMC. Započnimo s osnovnim pitanjem - zašto su nam uopće potrebni novi standardi pamćenja?

DDR4 i LPDDR4 su oboje inkrementalna, evolucijska poboljšanja postojećim DRAM dizajnom. Kao što ćemo istražiti u ovoj priči, oba standarda poboljšavaju potrošnju energije i performanse u odnosu na DDR3 / LPDDR3, ali nisu velik skok naprijed. Mnoge osnovne tehnologije ugrađene u standard postavljene su prije desetljeća ili više, kada je ukupna propusnost sustava bila djelić trenutne razine, a CPU su bili jednojezgreni.



Iako je standard znatno evoluirao od svog početka, vrijedi podsjetiti da su prvi moderni SDRAM DIMM-ovi debitirali na sučelju od 66 MHz i pružili propusnost od 533 MB / s. DDR4-3200, nasuprot tome, radi na taktu do 1600MHz i nudi do 25,6GB / s memorijske propusnosti. To je porast od 48 puta tijekom gotovo 20 godina, ali to također znači da smo standard pomakli jako dugo. Iako se raspravljalo treba li definirati tradicionalni DDR5 ili ne, široki je konsenzus u industriji da su potrebna nova rješenja.



Samsungov široki I / O: propusnost ultra male snage

Široke I / O i Wide I / O 2 podržale su tvrtke poput Samsunga, a osmišljene su tako da mobilnim SoC-ovima omoguće maksimalnu propusnost uz najmanju moguću potrošnju energije. To je tehnologija koja je najzanimljivija tvrtkama koje grade pametne telefone i ugrađene sustave, gdje su zasloni visoke razlučivosti izvršili ogroman pritisak na propusnost, dok su niski zahtjevi za energijom presudni za vijek trajanja baterije.

Široki IO 2

Samsungova arhitektura Wide I / O 2



Široki I / O dizajniran je posebno za slaganje vrh SoC-a i koristite vertikalne međusobne veze kako bi smanjili električne smetnje i trag matrice. Ovo optimizira veličinu paketa, ali također nameće određena toplinska ograničenja, jer toplina koja zrači iz SoC-a mora proći kroz cijelu memorijsku matricu. Radne frekvencije su niže, ali velik broj I / O pinova povećava širinu pojasa korištenjem memorijske sabirnice koja je široka do 1024 bita.

Wide I / O je prva verzija standarda, ali Wide I / O 2 za koji se očekuje da će zapravo stići na masovno tržište - iako neki tvrde da istinsko usvajanje neće doći sve dok Wide I / O 3, koji bi se napokon trebao otvoriti jaz između sebe i LPDDR4. Standard je ratificirao JEDEC, ali često je povezan sa Samsungom zbog opsežnog rada te tvrtke na njegovom izlasku na tržište. Tajming je nejasan, ali ne očekuje se da će se u prvoj polovici 2015. godine isporučivati ​​veći uređaji s Wide I / O-om. U zadnjoj polovici godine možda ćemo vidjeti ograničeni prihvat, vjerojatno iz Samsungovih vlastitih ljevaonica.

Široki I / O izričito je dizajniran da bude 3D sučelje, ali mogući su 2.5D dizajni interpozera. Budući da je jedan od glavnih izazova 3D Wide I / O strukture hlađenje CPU-a ispod DRAM-a, moguće je da će prvi čipovi biti 2.5D interposer dizajni.



Intel i Micron: Hibridna memorijska kocka

U kutu br. 2 imamo hibridnu memorijsku kocku, zglob Intel-Micron standard . HMC je dizajniran da naglasi velike količine širine pojasa pri većoj potrošnji energije i troškovima od širokopojasnog I / O 2. Intel i Micron tvrde da bi do 400 GB / s širine pojasa moglo biti moguće putem HMC-a, a proizvodnja se očekuje u 2016., a komercijalna dostupnost u 2017. godine

HMC nije JEDEC standard, ali ima više razvojnih partnera, uključujući Samsung, Micron, Microsoft, Altera, ARM, Intel, HP i Xilinx. Jedan od glavnih ciljeva HMC-a je ukloniti duplikativnu upravljačku logiku modernog DIMMS-a, pojednostaviti dizajn, povezati cijeli stog u 3D konfiguraciji, a zatim upotrijebiti jedan kontrolni logički sloj za upravljanje čitavim prometom čitanja / pisanja.

HMC-dijapozitiv

Obećanje Hybrid Memory Cube je arhitektura koja je izričito dizajnirana da odgovori na višejezgrene scenarije i isporučuje podatke s mnogo većom propusnošću i manjom ukupnom kašnjenjem. HMC je izuzetno usmjeren prema naprijed i to rješava brojne probleme vezan uz računanje exascale, ali ovisi i o brojnim dubokim poboljšanjima u proizvodnji poluvodiča. To je najskuplji novi standard i jedini koji nije ratificirao JEDEC.

HMC-snaga

Usporedba potrošnje energije

Slajd iznad je iz 2011. godine, ali čini se da su projekcije i dalje točne. U ogromnim razmjerima, potrošnja memorije od DDR3 i DDR4 jednostavno je previsoka da bi omogućila učinkovito skaliranje. Smanjivanje potrošnje energije memorije za dvije trećine imalo bi ogroman utjecaj na superračunanje u vremenskom okviru 2020. godine.

Sljedeća stranica: Memorija velike propusnosti ...

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com