Kam spějí paměti: plány na DDR5, HBM3, GDDR6, LPDDR5 a možná i levnou HBM

0

A máme tu další zprávu
z konference Hot Chips 28, která letos vypadá docela výživně.
Tentokrát ale zaběhneme mimo procesory, jelikož rovnou několik
výrobců pamětí zde předestíralo své prezentace a poprvé
bylo slyšet o plánech na následníky současných technologií
DDR4, LPDDR4, ale také HBM2 a GDDR5(X).

 

DDR5 za čtyři roky?

Z těchto technologií je možná
nejzajímavější prezentace paměti „DDR5“, či jinými slovy
následníka paměti DDR4. Specifikace v konsorciu JEDEC ale
ještě teprve musí proběhnout, tudíž není jasné, zda se
skutečně bude jmenovat takto. Parametry této technologie nejsou
ještě plně stanoveny, zdá se ale, že by mohlo jít o podobnou
evoluci, jakou vznikla z pamětí GDDR5 adaptací GDDR5X
s potenciálně dvojnásobnou přenosovou rychlostí. Micron
totiž navrhuje, aby se rovněž přešlo z prefeteche 8n na 16n
jako u GDDR5X, čímž by mohlo být přenosové pásmo (často
mu říkáme“ efektivní frekvence“) zdvojnásobeno, ačkoliv by
interní takt zůstal stejný.

Hot Chips 28: paměti DDR5, GDDR6, LPDDR4X, HBM3
Micron poprvé hovoří o DDR5

Podle Micronu by taková DDR5 mohla
škálovat z (efektivně) 3,2 GHz na 6,4 GHz. Přetaktované
moduly by asi ale mohly jít i výš a časem by evoluce
asi také mohla postoupit dál, jak jsme viděli například u DDR3,
která se frekvenčně dostala podstatně dále, než se
předpokládalo. Čipy by kromě toho měly i další změny,
a samozřejmostí už je také snížení pracovního napětí,
Micron navrhuje přejít na 1,1 V. Předběžně se plánují
kapacity čipů od 8 do 32 Gb (1–4 GB), což by umožnilo
zvětšit kapacitu modulů DIMM eventuálně až na čtyřnásobek
dnešních hodnot, tedy 32 GB s jednostranným a 64 GB
s oboustranným modulem, jenž nese 16 čipů. Registrované
moduly pro servery by pochopitelně mohly být ještě větší.

 

Tato DDR5 je ale poměrně vzdálenou
záležitostí, ostatně DDR4 se teprve loni dostala do
mainstreamových PC. Vzorky by se snad mohly objevit již v roce
2018, výroba ale začne až okolo roku 2019 a než se dostanou
na trh desky a CPU používající tuto RAM, mohou uběhnout
třeba další dva roky (pro příklad: DDR4 měla premiéru
s Haswellem-E/EP, ale slyšet o ní bylo dva
tři roky předem
).

 

 

Hot Chips 28: paměti DDR5, GDDR6, LPDDR4X, HBM3
Hot Chips 28: paměti DDR5, GDDR6, LPDDR4X (Zdroj: Samsung)

 

 

Samsung: vylepšení mobilních RAM
a GDDR6 proti GDDR5X?

Samsung ve svých slajdech také počítá
s „DDR5“, ovšem jeho prezentace se soustředí spíše na
mobilní odrůdy DRAM, což při jeho byznysu s mobilními
telefony nepřekvapí. Samsung plánuje hned dvě vylepšené
technologie coby náhradu za současné LPDDR4. První z nich
pracovně nazývá LPDDR4X a její smysl by byl zejména
v snížení spotřeby, celkově by mohla uspořit údajně
okolo 18 % energie hlavně na přenosech. Prostředkem k tomu
má být zejména velmi nízké napětí, z 1,1 V ho chce
Samsung různými opatřeními dostat až na 0,6 V.

Hot Chips 28: paměti DDR5, GDDR6, LPDDR4X, HBM3

Ještě dále má spotřebu a snad
i napětí dostat rozpracovaný následník v prezentaci
označený jako „post LP4“, jenž by eventuálně asi mohl být
nazván LPDDR5. Samsung zde uvažuje o ještě nižším
napětí a efektivitě opět o 20 % lepší, pokud vše
„klapne“. Tato paměť je ale zdá se zatím jen ve stádiu
zkoušení různých postupů, jak oněch cílů dosáhnout.
Podstatné ale je, že má znatelně zvýšit výkon (propustnost)
dostupný mobilním zařízením a jejich integrovaným GPU,
efektivní frekvence má činit až 6,4 GHz.

Hot Chips 28: paměti DDR5, GDDR6, LPDDR4X, HBM3

Zajímavé je, že Samsung hovořil
také o GDDR6 coby nástupci GDDR5. Tato paměť má
nabízet efektivní frekvence 14–16 GHz při napětí 1,35 V.
Zdá se, že Samsung podobně jako u GDDR5X hodlá zdvojnásobit
propustnost při stejném taktu a je možné, že tato
technologie bude mít společné rysy s GDDR5X od Micronu,
kterou patrně Samsung jako takovou přijmout nehodlá, byť ji
posvětil JEDEC. Tyto paměti by tak mohly být vzájemnou
konkurencí. Elektricky ovšem možná budou značně odlišné a je
možné, že GDDR6 bude nakonec škálovat výš než GDDR5X – nebo
obráceně.

Hot Chips 28: paměti DDR5, GDDR6, LPDDR4X, HBM3
Samsung zřejmě plánuje vlastní náhradu za GDDR5, nikoliv GDDR5X

 

HBM3

Hynix, který vyvinul (ve spolupráci
s AMD) HBM a HBM2, na letošním Hot Chips také začal
mluvit o budoucnosti: HBM3 coby následníku prvních dvou
generací těchto vrstvených pamětí, určených pro blízkou
integraci k procesorům či GPU. Tuto notu s ním sdílel
i Samsung (který je prezentoval i na IDF), nová generace tedy opět bude širším standardem
a nejen záležitostí jednoho výrobce. HBM3 by se údajně
mohla objevit někdy v letech 2019 nebo 2020 a má přinést
vyšší čísla u všech parametrů.

Hot Chips 28: paměti DDR5, GDDR6, LPDDR4X, HBM3

Měla by tedy stoupnout propustnost,
a to údajně dvojnásobně či snad i více –
dostali bychom se tedy na efektivní frekvenci minimálně 2,0 GHz
a tedy dvakrát lepší propustnost při stejné šířce
sběrnice. GPU s 4096bitovou sběrnicí jako AMD Fiji by tudíž
dostalo až 2 TB/s. Paměť by mohla doznat změn v počtu
kanálů, banků, šířce prefetche, nicméně také údajně má
mít nižší spotřebu a napětí. Zároveň také má zvýšit
dostupnou kapacitu, a to jak pomocí větších použitých čipů
DRAM (16 Gb/2 GB, eventuálně možná i více), ale
také použití více jak 8 vrstev. To znamená, že bude
dostupná kapacita 16 GB na jeden čip a možná i 24 či
32 GB (při 12 či 16 vrstvách).

 

Levná HBM?

Paměti rodiny HBM patrně zůstanou
drahou záležitostí, ovšem Samsung předestřel plány uvažující
nad tím, zda by se tato technologie za cenu určitých obětí ve
výkonu nedaly zjednodušit pro masovější nasazení. Klíčem
k tomuto cíli by mělo být zejména zmírnění počtu TSV
(tedy vodičů vedených vertikálně skrze jednotlivé vrstvené
čipy), které nejvíce komplikují výrobu. Levná HBM by tudíž
měla mít užší sběrnici, například jen 512 proti 1024 bitům,
ovšem kompenzovala by to částečně vyšší frekvencí, slajdy
mluví o 3,0 GHz efektivně. To by zhoršilo efektivitu, ovšem
zlevnění by to mohlo vynahradit. Jednotlivé vrstvy by asi mohly
přejít na uspořádání master-slave bez přídavného logického
čipu, který by je řídil, a obětováno by také mohlo být
ECC.

Dost možná hlavním zlepšovákem by
mohlo být odbourání potřeby osazovat HBM s čipem na
křemíkový interposer. Pokud by zjednodušení a zmenšení
počtu TSV umožnilo použít organické interposery podobné běžnému
substrátu, takováto levná HBM by se mohla cenou značně přiblížit
konvečnějším pamětem jako GDDR5 a prorazit i do
levnějších grafik, nebo třeba procesorů (AMD by se pro APU něco
takového bezpochyby hodilo právě za podmínky ne moc vysokých
nákladů).

Hot Chips 28: paměti DDR5, GDDR6, LPDDR4X, HBM3
Samsung pracuje na konceptu levné verze HBM

 

Tato technologie má však asi do
reálného nasazení na trhu ještě hodně daleko. Zatím zřejmě
ještě nejde o konkrétní plán a produkt, jako spíše
koncept, kterým Samsung „hází“ vstříc možným zájemcům.
Na základě zájmu různých partnerů by pak podobná technologie
mohla být realizována, dost možná by ale také prošla dalším
vývojem a změnami na základě jejich požadavků. Zda se však
proti výkonnější HBM2/3 na jedné straně a levné
GDDR5/GDDR5X/GDDR6 na straně druhé bude umět prosadit, to je
otázka.

Zdroje: AnandTech,
VideoCardz

Ohodnoťte tento článek!