Компания SK Hynix является одним из ключевых разработчиков многослойной памяти образа high bandwidth memory (HBM) наряду с Advanced Micro Devices, и один-единственным поставщиком микросхем HBM первого поколения. Тем не менее, компания не стала первым производителем памяти HBM второго поколения, уступив Samsung Electronics. Сообразно комментариям представителя SK Hynix, компания начнёт производство HBM2 лишь в крышке лета.
Первые чипы HBM2 производства SK Hynix появятся в третьем квартале
SK Hynix планирует приступить серийное производство 4-Гбайт сборок памяти HBM2 в третьем квартале этого года, тогда как производство восьмислойных 8-Гбайт сборок HBM2 стартует в четвёртом квартале этого года. Планы по выпуску 2-Гбайт сборок HBM2 в этот момент не раскрываются. Эту информацию озвучил один из неназванных представителей SK Hynix в интервью немецкому сайту Golem.de. Официальные представители компании SK Hynix в США и Полуденной Корее не ответили на письмо с просьбой подтвердить планы компании в районы производства памяти HBM второго поколения.
Архитектура памяти HBM в упрощённом облике
Перед началом массового производства новые микросхемы памяти любого производителя с решительными характеристиками выпускаются мелкосерийными партиями, которые поставляются партнёрам для разработки и тестирования продукции на их базе. Так, SK Hynix основы поставки образцов памяти HBM своим партнёрам в третьем квартале 2014 года, отбив это в своём каталоге продукции. В то время компания поставляла 1-Гбайт микросхемы HBM с артикулами H5VR8GESM4R-20C (скорость передачи этих 1 Гтрансфер/с) и H5VR8GESM4R-25C (скорость передачи данных 0,8 Гтрансфер/с). Впоследствии сборки H5VR8GESM4R-20C бывальщины направлены в массовое производство летом 2015 года, они применяются на графических картах AMD Radeon R9 Fury/Nano. В сегодняшнее время в каталоге продукции SK Hynix не содержится никаких упоминаний о памяти HBM2, ни в облике образцов, ни в виде продукции готовой к поставкам. Это косвенно подтверждает тот факт, что компания не планирует начинать их массового производства в ближайшие месяцы.
Как ожидается, память типа HBM2 будет использоваться на новых флагманских графических картах AMD поколения Polaris и NVIDIA поколения Pascal. В этот момент неизвестно, как массовое производство HBM2 компанией SK Hynix отразится на коммерческих поставках новоиспеченных графических карт AMD Radeon и NVIDIA GeForce. Учитывая, что Samsung Electronics уже основы изготавливать микросхемы HBM2 ёмкостью 4 Гбайт со скоростью передачи данных в 2 Гтрансфер/с, едва-едва ли разработчикам GPU придётся задерживать свои новые продукты из-за недоступности памяти.
Характеристики микросхем уже популярны
Хотя изготовление памяти второго поколения НВМ компанией SK Hynix стартует лишь запоздалым летом, характеристики микросхем были многократно обнародованы производителем. Так, популярно, что HBM2 будет производиться по технологии 21 нм, базироваться на устройствах памяти ёмкостью 8 Гбит и поддерживать скорости передачи этих в 1, 1,6 и 2 Гтрансфер/с. Микросхемы HBM2 будут иметь пропускную способность до 256 Гбайт/с. В планах SK Hynix, обнародованных в сентябре прошедшего года, раскрываются намерения производить сборки HBM2 ёмкостью 2 Гбайт, 4 Гбайт и 8 Гбайт.
Семейство продукции HBM2 компании SK Hynix
Так же, как предтеча, HBM2 поддерживает два, четыре или восемь DRAM-устройств на базовой логической матрице (2Hi, 4Hi и 8Hi) в одной сборке, именуемой KGSD (known good stacked die). Устройства памяти используют протокол DDR и разделяются на два 128-разрядных канала c 2n зодчеством предварительной выборки (prefetch), каждый из которых работает полностью автономно (на своей тактовой частоте и в различных режимах). Кроме того, каждый канал HBM2 разделяется на два псевдоканала, какие индивидуально декодируют и исполняют команды, но работают на одинаковой тактовой частоте, делят командные шины строк и колонок, а также контакты CK и CKE. Режим псевдоканалов оптимизирует доступ к памяти и снижает заминки, что увеличивает эффективную пропускную способность. Сборки HBM2 имеют физический интерфейс 1024 разряда и усилие питания 1,2 Вольта.
HBM2 SK Hynix будет иметь новую упаковку
Увлекательно отметить, что хотя многие архитектурные особенности HBM были унаследованы HBM2, упаковка не была одной из них. Так, микросхема HBM1 SK Hynix имеет размеры 5,48 мм × 7,29 мм (39,94 мм2). Чип HBM2 этого производителя будет иметь размеры 7,75 мм × 11,87 мм (91,99 мм2). Кроме того, KGSD HBM2 будут рослее (0,695 мм / 0,72 мм / 0,745 мм против 0,49 мм), чем чипы HBM1. Это может потребовать от разработчиков процессоров (так, GPU) устанавливать теплораспределители на системы с HBM2, чтобы компенсировать любые различия в вышине между памятью и процессором, обеспечив защиту DRAM и гарантировав достаточное охлаждение для памяти.
Сравнение геометрических размеров корпусов память HBM первых и вторых поколений
Бóльшие размеры корпусов HBM2 производства SK Hynix означают, что сходящие вскоре системы в упаковке (system-in-package, SiP) — наборы микросхем на подложке, заключающиеся из процессора, памяти и других компонентов — будут несколько дороже SiP на базе HBM1, поскольку потребуют кремниевых соединительных подложек (silicon interposer) вящего размера. Впрочем, поскольку геометрические параметры размещения микроконтактов (microbumps) у HBM2 остались неизменными, то сложность подложек не возрастёт.
Интерфейс памяти HBM
Хорошая новость заключается в том, что для того, чтобы гарантировать пропускную способность в 512 Гбайт/с, понадобятся лишь две сборки HBM2 (против четырёх в случае HBM1), что в цельном делает использование такой памяти привлекательным с точки зрения стоимости конечного решения.
Тем не менее, поскольку геометрические размеры KGSD HBM1 производства SK Hynix меньше размеров сборок HBM2 этой компании, они имеют кое-какое преимущество для SiP малого форм-фактора. Судя по всему, SK Hynix придётся продолжить производство HBM1 в случае, если кому-то из клиентов потребуется подобная память.
Итог для индустрии
Согласно заявлениям SK Hynix, в настоящее время более десятка компаний трудятся над микросхемами, которые используют память HBM разных поколений. Учитывая, что SK Hynix была основной движущей силой для продвижения HBM, её планы массового производства памяти HBM второго поколения должны быть скоординированы с основными клиентами. Если это так, то развёртывание массового производства HBM2 в крышке лета примерно совпадёт с началом массового производства процессоров, совместимых с новоиспеченной памятью. Если нет, то у SK Hynix проблемы, поскольку её место на рынке на какое-то пора займёт Samsung.
