AMD představuje rychlé 3D paměti HBM pro nové grafiky

Nová generace grafických karet od AMD se blíží a s ni i zcela nová forma pamětí, která přináší obrovský pokrok v oblasti spotřeby, výkonu a především velikosti.

Na konci minulého roku jsme v podrobném článku popsali rozdíly nového standardu hybridních složených pamětí, které nahradí současné GDDR5 a do budoucna i další varianty DDR. Zabývali jsme se obecným porovnáním a rozdíly, ale AMD nyní zveřejnilo podrobnosti o první generaci, která se objeví u nových grafických karet.

Můžeme se tak v detailu podívat na první konkrétní parametry a použití u nových grafických karet. Jak už to ale u prvních generací bývá, jsou zde i nějaká omezení.

HBM vs. GDDR5

I když jsou varianty složených pamětí například u DDR4 s vysokou kapacitou (Samsung, Hynix) nebo v oblasti výkonných serverů a superpočítačů (Micron HMC, Intel Xeon Phi), AMD bude první, která tento druh pamětí použije u grafických karet.

Klepněte pro větší obrázek
GDDR5 má už nejlepší časy za sebou, HBM je budoucnost

Jak AMD uvádí, i když u klasických operačních pamětí DDR není zatím s propustností problém, u grafických karet začíná být i GDDR5 limitující. Grafické čipy potřebují pracovat s obrovským množstvím dat velmi rychle a propustnost je tak klíčová.

Klepněte pro větší obrázek
Srovnání efektivity výkonu na watt

Zvyšování propustnosti u pamětí GDDR5 už ale pomalu narazilo – počet čipů rozložených kolem grafického jádra už dosáhl počtu 16 a to znamená velkou plochu, velkou spotřebu a také větší teploty. Nelze se tak divit spotřebě a teplotám například Radeonům 290X, které se pyšní 512bitovou sběrnicí a propustností 320 GB/s. Jedná se o 16 pamětí s 32bitovou sběrnicí (celkem 512 bit). Pro porovnání - DDR3 mají pouze 64bitovou sběrnici.

Klepněte pro větší obrázek
Porovnání nové konstrukce s HBM

Oproti tomu i nejnovější paměti DDR4 dosáhnout maximálně přes 100 GB/s, přičemž rozdíly proti starším DDR3 nejsou v drtivé většiny aplikací vůbec znát. V případě grafických karet a obzvláště pak s nástupem vyššího rozlišení a kvality (velikosti) textur je ale komunikace mezi grafickým čipem a jeho pamětí stále důležitější.

První generace bude mít sběrnici s šířkou 1 024 bitů, frekvenci pouze 500 MHz a propustnost přes 100 GB/s v rámci jedné složené paměti. Paměti GDDR5 mají oproti tomu vysokou frekvenci, ale propustnost jen 28 GB/s v rámci jednoho čipu. Liší se i napětí, které je u pamětí HBM nižší – pouze 1,3 V, zatímco GDDR5 potřebují 1,5 V. S tím tak souvisí i výsledná spotřeba, která je u pamětí HBM nižší.

Klepněte pro větší obrázek
Porovnání velikosti při stejné kapcitě - GDDR5 vs. HBM

Obrovská je ale úspora v podobě plochy, která je nutná pro osazení čipů. Zatímco GDDR5 potřebuje pro kapacitu 1 GB plochu 672 mm2, HBM si v rámci stejné kapacity vystačí pouze s 35 mm2 – to je 19x méně. Celkově to znamená, že nové grafiky mohou být až o polovinu menší. To je skvělá zpráva jak pro případné duální modely, tak pro stavby výkonných malých počítačů nebo notebooků a dalších formátů, kde velikost hraje roli.

Konstrukce a omezení první generace

Paměti HBM (High-Bandwidth Memory) vyrábí SK Hynix a už nebudou rozložené kolem hlavního grafického čipu, ale přímo na něm. Nikoli přímo na samotném jádře, ale v nejbližším okolí jeho konstrukce (Interposer). Čipy HBM mají v současné první verzi čtyři jádra nad sebou, která jsou spojená skrze TSV (Through-Silicon Via). Jednotlivé vrstvy jsou tenké pouze 100 mikronů (jako papír) a jeden takový čip má kapacitu 1 GB.

Klepněte pro větší obrázek
Složení čipu s paměti HBM

S tím souvisí i omezené první generace – maximální kapacita s jedním grafickým čipem bude 4 GB. I když tak budou čipy HBM pouze u nejvýkonnějších modelů grafických karet od AMD, celková kapacita bude jen 4 GB (pravděpodobně Radeon R9 390X). To by mohl být vzhledem k zaměření problém, protože ve vysokém rozlišení už je potřeba více než 4 GB paměti, alespoň tak to platí pro modely s GDDR5.

Klepněte pro větší obrázek
Rozdíly mezi GDDR5 a HBM

Jak se ale vyjádřil technický ředitel AMD, nebude to takový problém. Dle jeho slov se kapacitou plýtvá a zvyšovala se právě ve snaze zvětšit propustnost (počet čipů). S HBM lze ale dosáhnout už v první generaci dvakrát větší šířky sběrnice a propustnosti přes 512 GB/s. S optimalizací v ovladačích lze tedy snížit potřebnou kapacitu. Doufejme, že takové tvrzení má své opodstatnění a na reálný výkon se určitě podíváme s prvními testy.

Složené paměti budou „všude“

AMD počítá s tím, že se složené paměti HBM postupně dostanou do většiny oblasti. Ať už se jedná o klasické hybridní procesory s integrovanou grafikou, tak i grafické karty střední a nižší třídy nebo profesionální výpočetní modely.

Klepněte pro větší obrázek

Hlavní přínos je jasný – vyšší rychlost i možnosti škálování do budoucna (propustnosti v řádu terabajtů za sekundu), neuvěřitelně malé rozměry a nižší spotřeba.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Porovnání generací pamětí (včetně HBM2) od SK Hynix

I když bude AMD první, Nvidia si pravděpodobně počká až na druhou generaci – HBM2, která by měla nabídnout vyšší kapacitu i rychlost v oblasti 1 TB/s. Už první generace pamětí HBM je ale dle AMD dobrou zprávou pro milovníky přetaktování. Paměti by měly jít velmi dobře taktovat, což znamená snadnou možnost vyššího výkonu zdarma a zase nové rekordy při extrémním přetaktováním.

Témata článku: Hardware, Technologie, AMD, 3D, SK Hynix, Graf, První model, Skvělá efektivita, Grafik, Omezená kapacita, High Bandwidth Memory, První generace, Bandwidth, Grafika, Celková kapacita, Reálný výkon, Propustnost, První karta, Nejlepší čas, Extrémní rozdíl, GTC, Extrémní přetaktování, Výpočetní model, Grafický čip, Hlavní přínos

Určitě si přečtěte


Aktuální číslo časopisu Computer

26 procesorů v důkladném testu

Zhodnotili jsme 18 bezdrátových reproduktorů

Jak fungují cash back služby?

Pohlídejte své děti na internetu