AI有需求，第二代HBM技术应运而生

高带宽内存(high bandwidth memory，HBM)因为上周三星电子(Samsung Electronics)宣布开始量产第二代HBM技术Aquabolt，在市场上再次获得瞩目。

三星高带宽内存市场营销经理Tien Shiah表示，其8GB容量的High Bandwidth Memory-2 (HBM2)是专为下一代超级计算机、人工智能(AI)与绘图系统所设计，号称能提供最高等级的DRAM性能水平，以及目前市场上最快的数据传输速率──在1.2V下每接脚2.4Gbps；与该公司上一代HBM2产品Flarebolt相较(每接脚速度在1.2V下为1.6Gbps、在1.35V下为2.0Gbps)，性能提升了近50%。

Shiah在国际消费性电子展(CES 2018)接受EE Times电话采访时表示，单个Aquabolt封装能提供307GBps的数据带宽，数据传输速率是数据带宽为32GBps的8GB GDDR5芯片之9.6倍；这意味着在系统中采用4个HBM2封装就能达到1.2TBps的带宽，将整体系统性能提升50%。他指出，对更高资料访问速度的需求推动了市场采用HBM，特别是AI与机器学习算法；而HBM为市场上最高速的DRAM解决方案，还能节省占板面积与功耗。

不过Shiah也指出，因为HBM需要整合到具备硅中介层(silicon interposers)的ASIC中，这种设计需要具备专长技术；三星还利用了与散热控制相关的硅穿孔(TSV)技术优势，单一个Aquabolt封装内含8颗8Gb容量的HBM2裸晶，利用超过5,000个TSV垂直互连；此外三星还增加了HBM2裸晶之间的散热凸块(thermal bumps)，能实现对每个封装更强力的散热控制。最后还在封装底部添加了保护层，提高其整体物理强度。

*三星的第二代High Bandwidth Memory-2 (HBM2)是专为下一代超级计算机、人工智能(AI)与绘图系统所设计
（来源：Samsung Electronics）*

HBM常常会被跟混合内存立方体(Hybrid Memory Cube，HMC；编按：由Micron主导开发)一起讨论，两者同样是为了发挥DRAM最高速度性能的解决方案；这两种方案的差异性其实不大，但因为HBM在市场上的接受度较高，有可能会胜过HMC，就像是很久以前录像带规格VHS侵蚀Beta版图那般。

不过市场研究机构Objective Analysis首席分析师Jim Handy表示，就算HBM会成为赢家，它仍是一种利基型技术，“我不认为它最终会跃居主流；目前它实在是很昂贵的技术，因为要在硅芯片上使用TSV的代价高昂；”他指出，HBM到目前为止感觉有点“神秘”，通常是使用在Nvidia与AMD的绘图卡，需要大带宽来连结GPU的应用。

Handy表示，TSV确实能提供比打线封装(wire bonding)更高的优势，特别是当你可以在单芯片上采用5,000个TSV；然而该技术仍相对较昂贵：“这种技术需要克服的挑战在于，当生产量增加、价格就会降低，但因为一开始的高价格很难让生产量变大，”这也是为甚么HBM仍主要只出现在高阶绘图卡上。

现在也可以看到HBM被应用在某些超级计算机，未来在某个时间点也有机会进驻标准服务器，但Handy补充指出：“现在很难说什么应用能让HBM达到足以让成本下降的高需求量，大家都在争论AI将在其中扮演何等角色；”厂商大力推广锁定AI应用的FPGA解决方案，为GPU方案带来竞争压力，智能型手机也可能会是HBM的长期性目标市场，因为GDDR5也准备进军这类设备。

至于HBM与HMC之间的主要差异，Handy表示是在底部的逻辑芯片；而虽然英特尔(Intel) 采用了美光(Micron)的HMC技术，但自行开发了逻辑标准。另一家DRAM制造商海力士(SK Hynix)也是走HBM路线，他认为英特尔将会从自家衍生的HMC方案转向采用HBM，最后美光也会跟进：“HBM与HMC差异并不大，所以美光如果必须改变方向也不会有太多损失。”

编译：Judith Cheng

本文授权编译自EE Times，版权所有，谢绝转载

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