stringtranslate.com

Гибридный куб памяти

Hybrid Memory Cube ( HMC ) — это высокопроизводительный компьютерный интерфейс оперативной памяти (ОЗУ) для стекированной памяти DRAM на основе сквозного кремния via (TSV). HMC конкурирует с несовместимым конкурирующим интерфейсом High Bandwidth Memory (HBM).

Обзор

Hybrid Memory Cube был совместно разработан Samsung Electronics и Micron Technology в 2011 году [1] и анонсирован Micron в сентябре 2011 года. [2] Он обещал 15-кратное увеличение скорости по сравнению с DDR3 . [3] Консорциум Hybrid Memory Cube (HMCC) поддерживается несколькими крупными технологическими компаниями, включая Samsung , Micron Technology , Open-Silicon , ARM , HP (после отзыва), Microsoft (после отзыва), Altera (приобретена Intel в конце 2015 года) и Xilinx . [4] [5] Micron, продолжая поддерживать HMCC, прекращает выпуск продукта HMC [6] в 2018 году, когда он не смог добиться принятия на рынке.

HMC объединяет сквозные кремниевые переходные отверстия (TSV) и микровыступы для соединения нескольких (в настоящее время от 4 до 8) кристаллов массивов ячеек памяти друг над другом. [7] Контроллер памяти интегрирован как отдельный кристалл. [2]

HMC использует стандартные ячейки DRAM, но имеет больше банков данных, чем классическая память DRAM того же размера. Интерфейс HMC несовместим с текущими реализациями DDR n ( DDR2 или DDR3 ) и конкурирующими реализациями High Bandwidth Memory . [8]

Технология HMC получила награду «Лучшая новая технология» от The Linley Group (издатель журнала Microprocessor Report ) в 2011 году. [9] [10]

Первая публичная спецификация, HMC 1.0, была опубликована в апреле 2013 года. [11] Согласно ей, HMC использует 16-полосные или 8-полосные (половинного размера) полнодуплексные дифференциальные последовательные каналы, при этом каждый канал имеет 10, 12,5 или 15 Гбит / с SerDes . [12] Каждый пакет HMC называется кубом , и они могут быть объединены в сеть до 8 кубов с помощью связей куб-куб, а некоторые кубы используют свои связи в качестве сквозных связей. [13] Типичный пакет куба с 4 связями имеет 896 контактов BGA и размер 31×31×3,8 миллиметра. [14]

Типичная сырая пропускная способность одного 16-канального соединения с сигнализацией 10 Гбит/с подразумевает общую пропускную способность всех 16 линий в 40 ГБ /с (20 ГБ/с передача и 20 ГБ/с прием); планируются кубы с 4 и 8 соединениями, хотя спецификация HMC 1.0 ограничивает скорость соединения до 10 Гбит/с в случае 8-канального. Таким образом, 4-канальный куб может достигать пропускной способности памяти 240 ГБ/с (120 ГБ/с в каждом направлении с использованием 15 Гбит/с SerDes), в то время как 8-канальный куб может достигать пропускной способности 320 ГБ/с (160 ГБ/с в каждом направлении с использованием 10 Гбит/с SerDes). [15] Эффективное использование пропускной способности памяти варьируется от 33% до 50% для наименьших пакетов из 32 байтов; и от 45% до 85% для 128-байтовых пакетов. [7]

Как сообщалось на конференции HotChips 23 в 2011 году, первое поколение демонстрационных кубов HMC с четырьмя кристаллами памяти DRAM 50 нм и одним логическим кристаллом 90 нм общей емкостью 512 МБ и размером 27×27 мм имело потребляемую мощность 11 Вт и работало от напряжения 1,2 В. [7]

Инженерные образцы второго поколения микросхем памяти HMC были отправлены в сентябре 2013 года компанией Micron. [3] Образцы 2 ГБ HMC (стек из 4 кристаллов памяти, каждый по 4 Гбит) упакованы в корпус 31×31 мм и имеют 4 связи HMC. Другие образцы 2013 года имеют только две связи HMC и меньший корпус: 16×19,5 мм. [16]

Вторая версия спецификации HMC была опубликована 18 ноября 2014 года компанией HMCC. [17] HMC2 предлагает различные скорости SerDes в диапазоне от 12,5 Гбит/с до 30 Гбит/с, что обеспечивает совокупную пропускную способность канала 480 ГБ/с (240 ГБ/с в каждом направлении), хотя обещает только общую пропускную способность DRAM 320 ГБ/с. [18] Пакет может иметь либо 2, либо 4 канала (вместо 4 или 8 в HMC1), а также добавлена ​​опция четверть ширины с использованием 4 полос.

Первым процессором, использующим HMC, был Fujitsu SPARC64 XIfx [ 19] , который используется в суперкомпьютере Fujitsu PRIMEHPC FX100, представленном в 2015 году.

Wide I/O и Wide I/O 2 от JEDEC рассматриваются как мобильные вычислительные аналоги HMC, ориентированного на настольные компьютеры/серверы, поскольку оба используют стеки 3D-кристаллов. [20]

В августе 2018 года компания Micron объявила об отказе от HMC в пользу конкурирующих высокопроизводительных технологий памяти, таких как GDDR6 и HBM . [21]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Када, Морихиро (2015). "История исследований и разработок технологии трехмерной интеграции" (PDF) . Трехмерная интеграция полупроводников: обработка, материалы и приложения . Springer. стр. 15–6. ISBN 9783319186757. Архивировано из оригинала (PDF) 23 октября 2021 г. . Получено 19 июля 2019 г. .
  2. ^ ab Micron переосмысливает память DRAM, Linley Group, Jag Bolaria, 12 сентября 2011 г.
  3. ^ ab Mearian, Lucas (25 сентября 2013 г.). "Micron поставляет гибридный куб памяти, который увеличивает DRAM в 15 раз". computerworld.com . Computerworld . Архивировано из оригинала 11 октября 2014 г. . Получено 4 ноября 2014 г. .
  4. ^ Microsoft поддерживает технологию Hybrid Memory Cube // Гарет Халфакри, bit-tech, 9 мая 2012 г.
  5. ^ "О нас". Консорциум гибридных кубов памяти . Архивировано из оригинала 10 октября 2011 г. Получено 10 октября 2011 г.
  6. ^ "FAQs". www.micron.com . Получено 5 декабря 2018 г. .
  7. ^ abc Hybrid Memory Cube (HMC), J. Thomas Pawlowski (Micron) // HotChips 23
  8. ^ Память для Exascale и ... Новый компонент памяти Micron называется HMC: Hybrid Memory Cube Архивировано 17 апреля 2012 г. на Wayback Machine Дэйвом Резником (Национальные лаборатории Сандия) // 2011 Workshop on Architectures I: Exascale and Beyond, 8 июля 2011 г.
  9. ^ Гибридные кубы памяти Micron выигрывают технологическую награду // Гарет Халфакри, bit-tech, 27 января 2012 г.
  10. ^ Лучшая процессорная технология 2011 г. // The Linley Group, Том Халфхилл, 23 января 2012 г.
  11. ^ Гибридная память Cube получает свою окончательную спецификацию, обещает до 320 ГБ в секунду Джон Фингас // Engadget, 3 апреля 2013 г.
  12. ^ Спецификация HMC 1.0, Глава «1 Архитектура HMC»
  13. ^ Спецификация HMC 1.0, Глава «5 Цепочка»
  14. ^ Спецификация HMC 1.0, Глава «19 Пакеты для устройств HMC-15G-SR»
  15. ^ "Hybrid Memory Cube Specification 1.0" (PDF) . Консорциум HMC. 1 января 2013 г. Архивировано из оригинала (PDF) 13 мая 2013 г. Получено 10 августа 2016 г.
  16. ^ Hruska, Joel (25 сентября 2013 г.). «Hybrid Memory Cube 160GB/sec RAM начинает поставляться: это ли технология, которая окончательно убьет DDR RAM?». Extremetech . Extreme Tech . Получено 27 сентября 2013 г.
  17. ^ Консорциум по производству гибридных модулей памяти улучшает производительность и внедрение гибридных модулей памяти в промышленность, представив новую спецификацию Архивировано 1 августа 2016 г. на Wayback Machine , 18 ноября 2014 г.
  18. ^ "Hybrid Memory Cube Specification 2.1" (PDF) . Консорциум HMC. 5 ноября 2015 г. Архивировано из оригинала (PDF) 9 января 2016 г. Получено 10 августа 2016 г.
  19. ^ Halfhill, Tom R. (22 сентября 2014 г.). «Sparc64 XIfx использует кубы памяти». Отчет о микропроцессорах .
  20. ^ Геринг, Ричард (6 августа 2013 г.). «Wide I/O 2, Hybrid Memory Cube (HMC) – Memory Models Advance 3D-IC Standards». cadence.com . Cadence Design Systems . Получено 8 декабря 2014 г. .
  21. ^ «Micron объявляет об изменении стратегии развития высокопроизводительной памяти».

Внешние ссылки