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

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

Ohodnoťte tento článek!