Гибридный куб памяти
Hybrid Memory Cube ( HMC ) — это высокопроизводительный компьютерный интерфейс оперативной памяти (RAM) для стековой памяти DRAM на основе сквозного кремниевого интерфейса (TSV). HMC конкурирует с несовместимым конкурирующим интерфейсом High Bandwidth Memory (HBM).
Обзор
[ редактировать ]Hybrid Memory Cube был разработан совместно компаниями Samsung Electronics и Micron Technology в 2011 году. [1] и анонсирован Micron в сентябре 2011 года. [2] Он обещал увеличение скорости в 15 раз по сравнению с DDR3 . [3] Консорциум Hybrid Memory Cube (HMCC) поддерживается несколькими крупными технологическими компаниями, включая Samsung , Micron Technology , Open-Silicon , ARM , HP (с момента выхода), Microsoft (с момента выхода), Altera (приобретена Intel в конце 2015 г.) и Ксилинкс . [4] [5] Micron, продолжая поддерживать HMCC, прекращает выпуск продукта HMC. [6] в 2018 году, когда ему не удалось добиться принятия на рынке.
HMC сочетает сквозные кремниевые переходы (TSV) и микровыступы для соединения нескольких (в настоящее время от 4 до 8) кристаллов массивов ячеек памяти друг над другом. [7] Контроллер памяти интегрирован в 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 памяти с высокой пропускной способностью . [8]
Технология HMC получила награду «Лучшая новая технология» от The Linley Group (издатель журнала Microprocessor Report ) в 2011 году. [9] [10]
Первая общедоступная спецификация HMC 1.0 была опубликована в апреле 2013 года. [11] Согласно ему, HMC использует 16-канальные или 8-канальные (половинного размера) полнодуплексные дифференциальные последовательные каналы, причем каждая линия имеет 10, 12,5 или 15 Гбит /с SerDes . [12] Каждый пакет HMC называется кубом , и их можно объединить в сеть, содержащую до 8 кубов, используя ссылки между кубами, а некоторые кубы используют свои ссылки в качестве сквозных ссылок. [13] Типичный корпус куба с 4 звеньями имеет 896 контактов BGA и размер 31×31×3,8 миллиметра. [14]
Типичная необработанная полоса пропускания одного 16-полосного канала с сигнализацией 10 Гбит/с подразумевает общую пропускную способность всех 16 каналов 40 ГБ /с (20 ГБ/с на передачу и 20 ГБ/с на прием); планируются кубы с 4 и 8 каналами, хотя спецификация HMC 1.0 ограничивает скорость канала до 10 Гбит/с в случае с 8 каналами. Таким образом, куб с 4 каналами может достигать пропускной способности памяти 240 ГБ/с (120 ГБ/с в каждом направлении при использовании SerDes 15 Гбит/с), а куб с 8 каналами может достигать пропускной способности 320 ГБ/с (160 ГБ/с в каждом направлении). с использованием SerDes 10 Гбит/с). [15] Эффективное использование полосы пропускания памяти варьируется от 33% до 50% для самых маленьких пакетов размером 32 байта; и от 45% до 85% для пакетов размером 128 байт. [7]
Как сообщалось на конференции HotChips 23 в 2011 году, первое поколение демонстрационных кубов HMC с четырьмя 50-нм кристаллами памяти DRAM и одним 90-нм логическим кристаллом общей емкостью 512 МБ и размером 27×27 мм имело энергопотребление 11 Вт и было питание от 1,2 В. [7]
Технические образцы микросхем памяти HMC второго поколения были поставлены компанией Micron в сентябре 2013 года. [3] Образцы HMC объемом 2 ГБ (стопка из 4 кристаллов памяти по 4 Гбит каждый) упакованы в корпус размером 31×31 мм и имеют 4 канала HMC. Остальные образцы 2013 года имеют всего два звена HMC и корпус меньшего размера: 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 дает 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 2 или 4 канала (по сравнению с 4 или 8 в HMC1), а также добавляется опция четверти ширины с использованием 4 полос.
Первым процессором, в котором использовались 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 компьютерные аналоги HMC, ориентированного на настольные/серверные компьютеры, поскольку оба используют стеки трехмерных кристаллов. [20]
В августе 2018 года Micron объявила об отказе от HMC в пользу конкурирующих технологий высокопроизводительной памяти, таких как GDDR6 и HBM . [21]
См. также
[ редактировать ]- МЦДРАМ
- Мемристор
- Сложенная DRAM
- Многочиповые модули стека микросхем
- Память с высокой пропускной способностью (HBM), разработанная AMD и Hynix , используемая в AMD Fiji и Nvidia . от Pascal
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Када, Морихиро (2015). «История исследований и разработок технологии трехмерной интеграции» (PDF) . Трехмерная интеграция полупроводников: обработка, материалы и приложения . Спрингер. стр. 15–6. ISBN 9783319186757 . Архивировано из оригинала (PDF) 23 октября 2021 года . Проверено 19 июля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Micron заново изобретает память DRAM , Linley Group, Jag Bolaria, 12 сентября 2011 г.
- ^ Jump up to: а б Мериан, Лукас (25 сентября 2013 г.). «Micron поставляет гибридный куб памяти, который увеличивает DRAM в 15 раз» . www.computerworld.com . Компьютерный мир . Проверено 4 ноября 2014 г.
- ^ Microsoft поддерживает технологию Hybrid Memory Cube // Гарет Халфакри, bit-tech, 9 мая 2012 г.
- ^ "О нас" . Консорциум гибридных кубов памяти . Архивировано из оригинала 10 октября 2011 года . Проверено 10 октября 2011 г.
- ^ «Часто задаваемые вопросы» . www.micron.com . Проверено 5 декабря 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с Гибридный куб памяти (HMC), Дж. Томас Павловски (Micron) // HotChips 23
- ^ Память для Exascale и... Новый компонент памяти Micron называется HMC: Hybrid Memory Cube. Архивировано 17 апреля 2012 г. в Wayback Machine Дэйвом Резником (Национальные лаборатории Сандии) // Семинар 2011 г. по архитектурам I: Exascale and Beyond, 8 июля 2011 г.
- ↑ Гибридные кубы памяти Micron получили технологическую награду // Гарет Халфакри, bit-tech, 27 января 2012 г.
- ^ Лучшая процессорная технология 2011 года // The Linley Group, Том Халфхилл, 23 января 2012 г.
- ^ Hybrid Memory Cube получает законченную спецификацию, обещает до 320 ГБ в секунду. Автор: Джон Фингас // Engadget, 3 апреля 2013 г.
- ^ Спецификация HMC 1.0, Глава «1 Архитектура HMC»
- ^ Спецификация HMC 1.0, Глава «5 Цепочка»
- ^ Спецификация HMC 1.0, глава «19 Пакеты для устройств HMC-15G-SR»
- ^ «Спецификация гибридного куба памяти 1.0» (PDF) . Консорциум HMC. 1 января 2013 г. Архивировано из оригинала (PDF) 13 мая 2013 г. . Проверено 10 августа 2016 г.
- ^ Грушка, Джоэл (25 сентября 2013 г.). «Начинается поставка оперативной памяти Hybrid Memory Cube со скоростью 160 ГБ/сек: эта технология окончательно убивает оперативную память DDR?» . Экстримтех . Экстремальные технологии . Проверено 27 сентября 2013 г.
- ^ Консорциум гибридных кубов памяти повышает производительность гибридных кубов памяти и их внедрение в отрасли благодаря выпуску новой спецификации. Архивировано 1 августа 2016 г. на Wayback Machine , 18 ноября 2014 г.
- ^ «Спецификация гибридного куба памяти 2.1» (PDF) . Консорциум HMC. 5 ноября 2015 г. Архивировано из оригинала (PDF) 9 января 2016 г. . Проверено 10 августа 2016 г.
- ↑ Халфхилл, Том Р. (22 сентября 2014 г.). «Sparc64 XIFX использует кубы памяти». Отчет микропроцессора .
- ^ Геринг, Рихард (6 августа 2013 г.). «Широкий ввод-вывод 2, гибридный куб памяти (HMC) — модели памяти совершенствуют стандарты 3D-IC» . cadence.com . Системы проектирования Cadence . Проверено 8 декабря 2014 г.
- ^ «Micron объявляет об изменении стратегии развития высокопроизводительной памяти» .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Официальный сайт Консорциума Hybrid Memory Cube
- Спецификация HMC 1.0
- Форма загрузки спецификации HMC 2.0. Архивировано 17 июня 2019 г. на Wayback Machine.
- Революционные достижения в области производительности памяти на YouTube
- Куб гибридной памяти (HMC). Архивировано 23 апреля 2014 г. в Wayback Machine , Дж. Томас Павловски (Micron) // HotChips 23, 2011.
- Укладка лестницы у стены памяти. Архивировано 1 августа 2016 г. в Wayback Machine Николь Хемсот // HPC Wire, 2 апреля 2013 г.