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8月25日内存IP厂商Rambus推出HBM3内存接口子系统。内含完全集成的PHY和数字控制器传输速率达8.4Gbps可为AI/ML和高性能计算HPC等应用和解决方案提供1TB/s的带宽速率采用标准的16通道设置可达到1024位宽接口实现更高的颗粒度相比当前高端HBM2E内存子系统高出两倍以上同时Rambus的HBM3还支持2、4、8、12和16 HBM3 DRAM堆栈信道密度达32Gb。 一、在数据传输速率、带宽、密度上都有独特优势不仅仅是更小的尺寸
随着AI/ML领域里越来越多的厂商不断发力内存产品设计的复杂性也快速上升对带宽也提出了更高的要求神经网络、AI训练等在内存带宽需求上面临着越来越高的挑战。
同时AI/ML训练对于内存带宽的需求是无止境的一些前沿训练模型现已拥有数以十亿的参数。这无疑是对内存IP行业的一个大挑战。
回顾HBM的性能演进历程最早的HBM1数据传输速率大概能达到1Gbps左右而在2016年时HBM2带来最高的数据传输速率可达到2Gbps到了2018年HBM2E时代的最高传输速率已经可以达到3.6Gbps了而后逐渐上升到3.6Hbps。 HBM性能演进
Rambus IP核产品营销高级总监Frank Ferro表示HBM3也会与之前的HBM产品一样会经历一个发力的过程。HBM3目前拥有的8.4Gbps的传输速率在持续发力后也会在传输速率上有更大的提升。并且Rambus选择8.4Gbps的速率也是出于未来产品规划的一些考量可以为客户提供更高的设计裕度为未来的产品开发做好后续准备。 二、Rambus HBM3内存子系统主要架构及技术优势
据Frank介绍在HBM3-Ready内存子系统产品架构上顶层设置了4块DRAM内存条通过TSV堆叠的方式叠加在一起下方是SoC再往下是中介层在中阶层下面是绿色的封装。这些部分组成了整个2.5D的系统架构。 2.5D/3D系统架构的HBM3内存
而作为一个完整的内存子系统产品仅仅提供IP是不够的。所以Rambus在提供IP的同时也提供泛IP和整个系统的具体设计包括经过验证的PHY及数字控制器。
除此之外2.5D系统架构的HBM内存目前在市面上还是比较新的优先使用这些新技术的客户需要更多的支持所以Rambus在中介层和封装上也会提供更好的参考设计支持和框架。提供Rambus系统和SI/PI专家技术支持为ASIC设计人员提供帮助确保设备和系统具有最优的信号和电源完整性。这些都是整个内存子系统领域非常重要的环节。
对于AI/ML、HPC等领域的客户而言他们对TB级带宽有着非常强的需求。Frank表示Rambus本次推出的HBM3-Ready内存子系统可以满足其在TB级带宽领域加速的性能标准完全继承的HBM3内存接口子系统IP解决方案包括了经过优化的PHY和控制器为客户提供中介层和封装的物理参考设计简化设计流程从而帮助客户加快产品上市时间。 三、发力HBM3的原因
如今HBM3的整体发展进度是比行业预期要更晚一些的不少业内人士认为内存颗粒和接口IP是限制HBM3技术突破的主要原因。对此Frank认为DRAM与HBM的发展是相辅相成、共同促进的。对比之下其实从DDR4到DDR5过渡的时间很长但HBM技术迭代的速度非常快也印证了HBM领域整体发展的迅速。
这背后对应的主要逻辑是HBM的发展很大程度上是由不断上升的带宽需求驱动的而对带宽的需求几乎没有上限。换句话说目前来看HBM的发展可能不会遇到障碍。无论是HBM2高达4Gbps的数据传输速率还是前一段时间海力士发布的5.2Gbps数据传输速率的HBM3产品其实都证实了大家对HBM领域的看好这也是Rambus对HBM抱有高期望的几大原因之一。
同时尽管目前HBM3的速率已经可以达到8.4Gbps但对比GDDR DRAM已经达到16或者18Gbps的速率而言还是有差距的。简单来说HBM发展的限制目前集中在中介层上。在HBM2的时代中介层本身的技术是有限制的即一代和二代的中介层最高只能做到两层它涉及的线宽、金属层的厚度都是非常有限的。随着中介层技术的发展其本身的厚度、金属层和线宽都有了一定的增加这也进一步推动了HBM未来的发展。
总地来说HBM现在依旧处于相对早期的阶段所以未来还有很长一段路要走。
Frank还表示Rambus发力HBM3也有着主要的差异化优势
拥有全系列由集成和优化后的PHY和存储器控制器组成的内存子系统当前业界最高的数据传输速率8.4 Gbps和带宽系统级设计支持包括中介层和封装参考设计
以及拥有着丰富的HBM生产经验
自2017年以来Rambus一直致力于生产和提供HBM解决方案市场份额排名第一的HBM IP供应商赢得超过50个设计订单
另外Rambus大中华区总经理苏雷也表示从行业背景上我们可以窥见数据中心的快速增长正驱动着技术的需求和发展。在大数据时代下数据量持续激增年复合增长达到35%各种数据开始加速向云迁移带来了云服务的蓬勃发展并最终驱动了数据中心的持续增长。另外物联网设备的数量也日益增加开启了万物互联的时代越来越多的数据开始运行在外部从而让业内对数据安全的担忧日益增加。最后在大数据的处理方面AI/ML的使用率也将日益提升预计到2025年全球数据使用量将达到175ZB并且有超过25%的服务器出货将会专供与人工智能领域。
