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    HMC:不同于HBM的3D内存,美光独立支撑

    如同闪存从2D NAND转向3D NAND一样,内存也要从平面转向3D立体,前面的HBM就是3D内存技术的一种,不过它并非唯一选择,美光、Intel还有HMC(Hybrid Memory Cube)内存,它也是通过TSV硅穿孔工艺堆栈多层DRAM核心以实现3D堆栈的。

    实现3D堆栈之后,HMC也可以搭积木一样堆叠内存核心了,带来的优势就是:

    ·性能更强,带宽是DDR3内存的15倍
    ·功耗更低,功耗比DDR4减少70%
    ·占用面积更小,比DDR4减少90%
    ·设计更简单,通道复杂性比DDR4减少88%


    这张图中可以看到HBM与HMC结构上的不同

    HMC与HBM都是TSV工艺的堆栈内存,很容易混淆,不过具体结构上HMC内存与HBM还是有很大不同的,它可以分为三个层次——顶部的是堆栈的DRAM核心,中间有个逻辑层(logic Layer),最下面则是封装层(package)。


    美光主导的HMC内存

    HMC与处理器的连接方式也不同,HBM有个工艺复杂的中介层,打通了处理器与HBM芯片,而HMC与处理器连接是靠4条高速Link,每条Link有16个通道,速度最高可达30Gbps,典型速度有10Gbps、15Gbps、25Gbps。如果是4-link、10Gbps速度,那么带宽可达160GB/s,15Gbps速度则是240GB/s,美光还在开发8-link HMC,带宽可上320GB/s。

    美光目前量产的HMC单颗容量2GB,核心容量为4Gb,4层堆栈,带宽160GB/s,算起来性能比HBM 2显存的256GB/s要差一些,不过HMC相比HBM还有个优势,那就是HBM的高带宽需要离处理器很近,显卡跟HBM都是封装在一起的,所以制造工艺复杂,成本太高,而HMC通过Link与处理器相连,既可以做近场内存(near memory),也可以距离远点(far memory),部署更加灵活。


    美光HMC样品


    美光HMC内存主要特点

    不过与HBM显存受到显卡、FPGA追捧不同,HMC推广的力度就小多了,尽管HMC阵营也有三星、SK Hynix参与,但真正在推的只有美光、Intel,Intel代号“Knights Landing”的Xeon Phi上使用了16GB片上缓存,就是美光提供的HMC,号称是DDR4内存的5倍性能、5倍能效,同时面积占用只有后者1/3。

    HMC的规范发展已经到了2.0时代,据说美光今年还要推出HMC 3.0规范,Link数量、堆栈层数、核心容量都有进一步提高,带宽可提升到480GB/s,该指标跟HBM 3差不多同级了。

    小结:

    本文主要介绍了2020年之前新一代内存/显存技术路线,DDR5内存的发展是按部就班,DDR5技术使用传统思路提升带宽、降低能耗,而HBM及HMC则是3D堆栈,发展潜力比DDR5更诱人,不过3D堆栈目前制造过程复杂,成本太高,主要用于高性能计算领域,普通消费者要想用上廉价3D内存/显存还要等技术成熟。

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    • 游客  2018-03-20 11:11

      该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。

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      15#

    • 游客  2018-03-20 11:10

      游客

      该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。
      2017-02-08 23:29 已有6次举报
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      14#

    • 游客  2018-03-20 11:07

      超能网友 博士

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      13#

    • 我匿名了  2017-02-08 23:29

      超能网友 教授

      该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。
      2017-01-09 20:38
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      12#

    • 超能网友教授 2017-01-09 20:38    |  加入黑名单

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      11#

    • 游客  2017-01-06 09:49

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      10#

    • 超能网友博士 2017-01-06 06:26    |  加入黑名单

      本评论因举报过多,待审核处理。

      9#

    • 游客  2017-01-05 19:14

      超能网友 等待验证会员

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      2017-01-05 16:07
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    • 游客  2017-01-05 17:49

      游客

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      2017-01-05 14:59
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      6#

    • 游客  2017-01-05 16:16

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      5#

    • 超能网友等待验证会员 2017-01-05 16:07    |  加入黑名单

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      4#

    • 我匿名了  2017-01-05 15:25

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      3#

    • 游客  2017-01-05 14:59

      游客

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      2017-01-05 14:33
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      2#

    • 游客  2017-01-05 14:33

      该评论年代久远,荒废失修,暂不可见。

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