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AMD大招!HBM顯存技術到底影響幾何

2015-07-02
關鍵詞: AMD HBM GDDR5顯存 GCN架構

       HBM這個名詞對于很多人來說依舊并不熟悉,但如果在前面加一個定語“AMD全新旗艦顯卡搭載”,相信很多人就會有所了解了。但很多讀者對HBM技術依舊不是非常了解,所以今天小編決定有必要再為你們進行更加詳細地分析一下HBM!

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       HBM現在的優(yōu)勢在哪里?

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  相對于傳統(tǒng)的GDDR5顯存來說,HBM無疑是更加先進的,甚至可以說是未來高速存儲的發(fā)展風向標!原因也很簡單GDDR5經過這么多年的發(fā)展已然來到了一個瓶頸的位置,光靠頻率提升來提供更大的顯存位寬已經沒有太大的空間,而這勢必會反過來影響到GPU的性能發(fā)揮。

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   這張圖除了規(guī)格對比之外,還能很清楚的看到HBM的實際結構,尤其是四層DRAM疊在最底的底層die之上,雖然AMD一直也沒有給出HBM本體的具體 制作過程(絕對的商業(yè)機密),但是不難想象4層絕不是HBM未來發(fā)展的極限,而隨著層數的增加位寬勢必還會迎來進一步的增加。

  相反 的,HBM通過打造高位寬低頻率的顯存,使得在提供比較大的顯存位寬的基礎上不需要那么高的頻率,同樣的4GB容量下HBM能提供的顯存位寬為 4096bit,比GDDR5的512bit高出8倍,這也是為什么HBM即便只有1GHz的等效頻率也能最終實現大于GDDR5的顯存帶寬!而且這一個 優(yōu)勢還會隨著HBM顯存后期頻率方面的進一步提升而進一步加大。

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   除了性能潛力之外,實際工作頻率還關系到另外一個非常重要的問題——較高頻率帶來的更大幅度的功耗提升,這也是GDDR5目前的最大瓶頸。而低工作頻率 使得HBM的每瓦下了率足足高出3倍,相信在HBM顯存的位寬隨著疊層數量的進一步增加還會有所增加,那時低頻率的優(yōu)勢還會進一步加大!

       2D到3D——半導體行業(yè)發(fā)展的必然趨勢?

  如果硬要說HBM顯存技術中最重要的是什么,那絕 對要算最基礎的堆疊設計了,簡單點說就是將傳統(tǒng)的2D電路設計轉變?yōu)榱Ⅲw的3D電路設計,充分利用所有的內部空間之余還能大幅減小基板的面積,從而也推進 了SOC以及小型化的發(fā)展,可以說這絕對半導體行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

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   其實在手機等小型移動端,半導體堆疊早就已經開始,不過形式上只是顯存和處理器在封裝之后再進行立體的堆疊,但是對于小型移動端寸土寸金的內部空間來 說,兩篇芯片的堆疊已經節(jié)約了大量的PCB面積,在PCB面積變小之后也能騰出更多空間來容納電池等其他設備,從而獲得更長的續(xù)航時間等其他能力。

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   反觀DIY領域,其實Intel在CPU中也已經開始推行“3D晶體管”,也就是在微架構下的半導體3D化技術,雖然與芯片直接堆疊的效果相比沒有那么 明顯,但是在制程不變的基礎下可以在一定幅度內縮減芯片的面積,但是由于在頻率和制程上沒有太大的改變,所以在功耗上也沒有太大的改變,也證明這種“偽 3D化”不是終極的解決方案。

  橫掃硬件發(fā)展的新趨勢

  AMD翻身就看這招?

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   其實在Fury首測發(fā)布之后,網友們看過之后最普遍的感受是失望,畢竟性能與原先曝光的反殺對手的成績相差了太多。那么為什么會造成這種現象呢?看過 Fiji核心的架構之后我們不難發(fā)現,對性能影響最大的核心采用的還是GCN架構,而且少量的改動也只是讓GCN能用上HBM而已,所以結論也很明顯:老舊的GCN架構已經拖了HBM后腿。

  但即便如此,HBM的實力依然不容小覷,外媒Hardware.info最近就發(fā)現他們手頭上的 Fury在15.15催化劑和別家的不同,因為本來Fury的超頻功能在官方的CCC中只能調節(jié)核心和功率范圍,而HBM顯存的超頻其實是默認封禁的,但 是他們的版本居然可以進行調節(jié)!

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       然后經過多次嘗試之后,他們將HBM顯存的頻率從默認的500MHz增加到了600MHz,也就是超頻了20%了,同時核心頻率也有小幅度的超頻從 1050MHz超到1145MHz(幅度大概9%)。隨后在新3DMark的測試中成績從14098分提升到了16963分,性能提升了20%,明顯超過 了核心的提升幅度,所以可以看出成績的提升主要還是要歸功于HBM的頻率提升。

  其實從AMD官方給出的稿件中我們也可以看出FURY其 實還是一款過渡性的產品,因為Fiji核心最重要的運算核心依舊采用的是上兩代也采用了的GCN架構,所以與HBM的結合可以說是非常牽強的,而AMD下 一步的計劃也正是為HBM顯存開發(fā)一款專門優(yōu)化之后的架構,這樣才能充分發(fā)揮兩者的實力。

  NV你怎么看?HBM沒用?

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       NV顯卡產品線當下主要采用的都是Maxwell架構,而Maxwell架構的其中一個特點就是多種優(yōu)化之后對帶寬的需求很小,那么HBM就算運用 到Maxwell架構的產品上相信也不會有太大的差異,而且從目前來GPU的制程升級還未到來,Maxwell架構的生命力還十分旺盛,所以選擇讓AMD 先試一下HBM這條路是否可行將會是更好的選擇!

  堆疊趨勢即將橫掃硬件領域?

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       在AMD發(fā)布FURY的當天,我們在技術交流會上也有就這個問題詢問了HBM的開發(fā)人員,得到的回復也很明確,HBM的相關技術是完全可以應用到其 他的領域的,如CPU等其他領域,但是就從目前Fiji核心的實際形態(tài)來看,硅基中介層的存在相對于HBM來說是必須的,因為HBM高速倍增之后的位寬同 樣需要線路方面的支持,而普通的PCB完全無法承受這種密度的線路設計,所以說硅基中介層可以說是這次HBM能獲得成功的原因。

  可以目前硅基中介層的形態(tài)來看,想要應用到硬盤以及內存等存儲設備上并不現實,反倒是CPU的話HBM想對來說更加現實,但是無疑堆疊會成為硬件領域的新趨勢,以后我們可能會發(fā)現SSD的容量幾何倍數增長;亦或是單條1T的內存等等。

  總結:HBM顯存作為AMD這些年弱勢以來的大反擊,雖然在實際的產品上并未展現出與預期相符的性能表現,但是絕對算得上是硬件發(fā)展上的一個里程碑事件,而且已經埋下了下一代產品大躍進的伏筆,絕對值得期待!




  


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