SK Hynix และ Samsung กล่าวถึง โรดแม๊พ HBM, HBM2 และ HBM3

SK Hynix and Samsung Discuss HBM Roadmap – HBM3 and Low Cost HBM Under Development

ในปี 2015, AMD ได้เปิดตัว Radeon R9 Fury X graphics card. ต้วการ์ดจอได้นำเอา SK Hynix HBM memory มาใช้เป็นครั้งแรก. สามารถทำความเร็วได้ที่ 512 GB/s bandwidth ซึ่งดีกว่าการ์ดจอค่ายอื่นๆในตลาด. หนึ่งปีผ่านไป, Samsung ก็ได้นำเอา HBM2 DRAM ออกมาและผลิตให้กับ NVIDIA’s Tesla P100 Hyperscale chip. ซึ่งเป็นชิปที่มีประสิทธิภาพทางด้านการประมวลผลทางด้านคำนวณสูงมาก/super computing chip และถูกนำไปใช้ในส่วนที่เป็น HPC และ Cloud data PCs ตั้งแตปี 2016 ไตรมาสที่ 2.

ส่วนรุ่น DRAM model เช่น GDDR5 ก้ยังใช้กันแพร่หลายในระดับ high-end cards, ทั้งนี้หากมองให้ดีอนาคตที่แจ่มใสก็คงหนีไม่พ้น HBM. ไม่เพียงแต่ว่ามีความเร็วที่ดีกว่า, แต่ทางด้านพลังงานก็ถือว่ายอดเยี่ยมเช่นเดียวกัน. ซึ่งก็หมายความว่ามันกินไฟน้อยกว่าแต่ประสิทธิภาพที่ได้นั้นดีกว่า. นอกเหนือจากที่กล่าวมาแล้ว ตัว HBM ยังไม่ต้องการพื้นที่ที่มากมายที่จะเข้าไปเป็นส่วนหนึ่งของตัวชิป (CPU or GPU). ตัวใหม่ที่กำลังออกมา HBM2, หากมองดูทางด้านต้นทุน ถือว่าสูงขึ้นแต่ความต้องการก็ใช่จะน้อย.

ทาง Samsung นั้นเริ่มเดินสายพานทางด้านผลิตตัว HBM2 ตั้งแต่ไตรมาสแรกของปีนี้ 2016 ส่วน SK Hynix เพิ่งจะเริ่มทำในไครมาสที่ 3 นี้เอง. ที่งาน Hot Chips 28, ทั้งคู่ได้นำโบว์ชัวร์เกี่ยวกับ HBM2 และแผนโรดแม๊พ สำหรับ HBM ออกมาแสดง.

Low Cost HBM/ชนิดต้นทุนต่ำ – เร็วกว่าถูกกว่า HBM1, ผลิตมาเพื่อตลาดผู้บริโภค

และในตอนนี้ก็ยังมีมาอีก 2 solutions/รูปแบบ ถัดจาก HBM2, นั้นก็คือ HBMx (HBM3) และ low cost HBM/ต้นทุนที่ถูกลง. ในรุ่น low cost HBM solution จะถูกผลิตที่ Samsung และจะเป็นรุ่นที่มีต้นทุนต่ำลง. มันจะเร็วกว่า HBM1 แต่จะช้ากว่า HBM2 และมันก็น่าที่จะมีราคาที่ถูกลงด้วย. หากเปรียบเทียบกันระหว่าง HBM2 และ HBM (low cost), สิ่งที่จะเห็นได้ชัดก็คือตัว TSVs/through-silicon via ที่มีหน้าที่รับมือ I/O บน DRAM die นั้นจะมีค่าที่น้อยลงจาก 1024 ที่อยู่บน HBM2 stack เหลือแค่ 512 ในรุ่น low cost stack.

ผลที่ได้ก็คือ ตัว pin ที่มีความเร็วกว่า 3 GB/s (+) สามารถทำความเร็วได้ 200 GB/s เมือเปรียบเทียบกับ 256 GB/s บน HBM2. ส่วนที่ต่ำกว่าที่เป็น 512-bit interface across 2 / 4 stacks ก็จะเท่ากับ 1024 / 2048. Samsung เชื่อว่าจะสามารถผลิตชิปเหล่านี้ได้เป็นจำนวนมากสำหรับตลาดผู้บริโภค.

xHBM หรือ HBM3 – รุ่นต่อไปสำหรับ High-Bandwidth Memory Chips

ณ ขณะนี้ HBM2 กำลังเข้าสู่สายพานผลิต, SK Hynix และ Samsung ก็กำลังเตรียมตัวสำหรับ HBM memory รุ่นต่อไป ที่จะมาพร้อมค่า bandwidth ที่สูงขึ้นและการใช้พลังงานที่ดีขึ้น. SK Hynix เรียกชิปใหม่นี้ว่า HBM3 หรือ HBMx ส่วนทาง Samsung เรียกว่า xHBM หรือ Extreme HBM.

รายละเอียดของ HBM3 ยังไม่เป็นที่สรุปชัดและยังคงไม่ถึงที่สุด. แต่มีสองสิ่งที่เป็นกุญแจสำคัญที่ได้ประชุมกันที่งาน Hot Chips และ ได้ยกขึ้นมากล่าวว่า ตัว HBM3 น่าจะมีค่า bandwidth ที่สูงขึ้นเป็นสองเท่าและราคาที่น่าสนใจ. เรากำลังกล่าวถึง 512 GB/s bandwidth ที่จะมาจากชิปตัวใหม่นี้ถ้าเทียบกับ HBM2 ที่มีแค่เพียง 256 GB/s. และถ้าทั้ง 4 stacks หล่ะ ก็จะเป็น 2 TB/s ที่เป็นค่า bandwidth. แต่เดี๋ยวก่อน อันนี้คงต้องรอหลังจาก Volta ก็อาจจะเป็นไปได้?

สิ่งที่น่าสนใจก็คือตัวชิป HBM รุ่นต่อไปนั้นมันจะต้องเป็นการสะท้อนถึงต้นทุนอย่างแน่นอนที่จะทำให้ต่ำลง เช่น form factors/ขนาด, power/พลังงาน, density/ความหนาแน่า และ ค่า bandwidth. เพราะตอนนี้, HBM2 สามารถไปได้ถึงแค่ 48 GB ในด้านของขีดความสามารถ และเดากันได้เลยว่ารุ่นต่อไปมันคงจะเป็น 64 GB หาก HBM3 ได้มาถึง.

Micron ก็มาและกล่าวถึง DRAM – วางแผน DDR5 สำหรับปี 2019 HMC

หากกล่าวถึงอุตสาหกรรมทางด้าน DRAM ถือว่าบูมมากในวันนี้, Micron ก็เริ่มที่จะวางแผนของตัวเองในอนาคตเช่นเดียวกันสำหรับ DRAM tech ที่งาน Hot Chips. ทางบริษัทได้เปิดเผยว่ากำลังจะสร้างตัวต้นแบบ DDR5 DRAM ให้ทันภายในปี 2018 และจะผลิตในปีถัดไป 2019. สิ่งคาดกันเอาไว้ก็คือจะทำใหความเร็วของ DDR5 DRAM ให้มีค่า bandwidth เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเพียงแค่การใช้พลังงานที่ 1.1V. หากเป้นจริงก็เท่ากับความเร็วในด้าน clock speeds ที่เร็วขึ้น, และขีดความสามารถก็จะกระโดดเป็น 8 – 32 GB. และในย่านความถี่สำหรับ DDR5 memory ก็จะเริ่มที่ 3200 MHz และ DDR5-6400 MHz ก็จะตามมาเองในขั้นตอนการผลิตจริง

Micron ยังกล่าวอีกว่าด้วยรูปแบบ high-bandwidth solution นี้หรือเรียกกันว่า HMC (Hybrid Memory Cube). ทางบริษํทยังกล่าวด้วยว่าตัว HBM นั้นเป็นแนวคิดที่แย่มากมาลอกเลียนแบบ HMC ซึ่งมีหลายสิ่งที่ตัว HBM ไม่สามารถตอบสนองได้นอกเหนือไปจาก bandwidth. Micron นั้นได้สร้าง GDDR5X solution และนำเข้าตลาดพร้อมๆกับตัว NVIDIA’s Pascal based cards และตอนนี้ก็กำลังร่วมมือกันกับ Intel ที่จะเตรียมตัวออก 3D XPoint memory ที่จะเป็นรุ่นต่อไป.