Micronの320GB /秒のハイブリッドメモリキューブは2013年に市場に登場し、ついにDDR SDRAMを殺すと脅迫されています

ハイブリッドメモリキューブ

Micron、Samsung、IBM(Intelではない)などのシリコン発光体で構成されるHybrid Memory Cube Consortiumは、Hybrid Memory Cube 1.0標準の完成を遂げました。 HMCは、従来のDDR1 / 2/3 SDRAMスティック(DIMM)から完全にパラダイムシフトして、70%少ないエネルギーでDDR3の最大15倍のパフォーマンスを提供します。食欲を刺激するためだけに、HMC 1.0は、近くのCPUまたはGPUに対して最大320GB /秒の帯域幅を持っています—一方、PC3-24000 DDR3 SDRAMは、わずか24GB /秒で最大になります。

ハイブリッドメモリキューブは基本的に、最大8つのメモリダイのスタックであり、シリコン貫通ビア(TSV)で相互に接続され、8つのダイすべてへの入出力を制御するロジックおよびスイッチングレイヤーの上に配置されます。このスタック型のアプローチは、DRAMとは根本的に異なります。DRAMは、通常、スティック上に並べて配置された一連のRAMダイで構成されます。 DRAMに対するHMCの利点のほとんどすべては、スタックされているダイによるものです。



パッケージオンチップチップスタッキング



以前に説明したように、 チップスタッキングはコンピューティングの未来です。ダイを互いの上に置くことにより、それらの間のワイヤははるかに短くなります。つまり、これは、より少ないエネルギーで同時にデータを送信できることを意味します。ただし、チップスタッキングにはいくつかの方法があり、他の方法よりもはるかに高度で強力なものもあります。最も基本的なのは パッケージオンパッケージ (上図)本質的には、2つの完成したチップを取り、それらを互いの上に配置し、上部のチップの接続ピンを下部のチップに取り付けます。このアプローチはすでにスマートフォンSoCで広く使用されており、メモリチップがCPU / GPUの上にスタックされているため、完成したデバイスを大幅に小型化できます。

バンプ+ RDL + TSVチップスタッキング(以下のトランスポーザ)チップスタッキングのより高度な方法では、スルーシリコンビア(TSV)を使用します。 TSVを使用すると、垂直の銅チャネルが各メモリダイに組み込まれるため、互いの上に積み重ねることができます(右の写真)。 2つの完全なチップが互いの上に配置されているパッケージオンパッケージとは異なり、TSVに接続されたダイはすべて同じチップ内にあります。これは、ダイ間のワイヤが可能な限り短くなることを意味します。各ダイは非常に薄いため、完全なパッケージは通常よりもわずかに高くなります。理論的には、この方法で任意の数のダイを接続できますが、実際の制限は発熱と放散のみです。現時点では、HMC 1.0仕様では最大8個のダイが可能で、最大アドレス可能容量は8GBです。 8 GBを超えるRAMを探している場合でも、CPUまたはGPUに複数のHMCを接続できなかった理由はありません。



TSVを超えて、HMCがはるかに高速で効率的であるもう1つの理由は、HRAMが各DRAMダイからロジックトランジスタを削除し、スタックのベースにある1つの中央の場所にすべて配置するためです。従来のDRAMでは、すべてのメモリチップに独自のロジック回路があり、個々のメモリセルのデータを出し入れします。これらの各論理回路は、巨大なデータレートで読み書きできるほど強力である必要があります。これは、大量の電力を消費し、I / Oプロセスを大幅に複雑にします。 HMCでは、8つのメモリダイすべてを駆動するロジック回路は1つだけです。この一元化されたロジックにより、より高速で効率的なデータレート—毎秒最大320ギガバイトを実現しながら、DDR3よりも70%少ないエネルギーを消費します。 (見る 完全なハイブリッドメモリキューブの仕様 コンソーシアムのサイトで。)

HMCコンソーシアムは、Intelを除いて、チップ業界のほとんどの主要企業で構成されています。 Intelは、2011年にIDFでハイブリッドメモリキューブが初めてデモされたときにMicronと協力しましたが、不明な理由により、そのロードマップにTSV製品はありません。コンソーシアムは最初のHMCを2013年の後半にリリースする予定で、HMC仕様のバージョン2.0に既に取り組んでいます。コストについての言葉はありませんが、おそらくスーパーコンピュータとネットワーキングデバイスにHMCが最初に登場し、超高帯域幅が実際に独自のものとなり、次におそらく1〜2年でコンシューマデバイスに登場するでしょう。

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