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[导读]关于HBM3的消息,海力士早前曾表示单芯片可以达到5.2Gbps的I/O速率,带宽达到665GB/s,将远超HBM2E。但从Rambus最新发布的HBM3内存子系统来看,数据传输速率达到了8.4Gbps,宽带达到1TB/s,说明HBM3还有着更大的潜力。而且作为集成了PHY和控制器的完整内存接口子系统,Rambus HBM3方案的推出也意味着HBM3的真正面世也将不远了。

关于HBM3的消息,海力士早前曾表示单芯片可以达到5.2Gbps的I/O速率,带宽达到665GB/s,将远超HBM2E。但从Rambus最新发布的HBM3内存子系统来看,数据传输速率达到了8.4Gbps,宽带达到1TB/s,说明HBM3还有着更大的潜力。而且作为集成了PHY和控制器的完整内存接口子系统,Rambus HBM3方案的推出也意味着HBM3的真正面世也将不远了。

针对HBM3的发展及接口子系统的具体细节,Rambus大中华区总经理苏雷和产品营销高级总监Frank Ferro在发布会给记者进行了精彩的分享。

来自带宽需求驱动的HBM3

HBM的优势在于其将DRAM采用了3D堆叠的方式,提高了接口位宽,同时也提高了系统存储密度。DDR的接口位宽只有64位,而HBM通过DRAM堆叠的方式可以将位宽提升到1024位,这就是HBM与其他竞争技术相比最大的差异。但劣势也同样在于此,中介层的厚度、线宽和信号完整性等仍需要技术突破。而且因为各家的2.5D的封装还是一种比较新的技术,成本上也很难做到降低。但HBM技术仍然被各大厂商所看好,HBM3的发展也备受关注。据Frank Ferro分享,最开始的HBM1,数据传输速率大概可以达到1Gbps左右; 2016年的HBM2,最高数据传输速率可以达到2Gbps;接下来是2018年的HBM2E,最高数据传输速率可以达到3.6Gbps。尽管JEDEC尚未发布HBM3相关的标准,但Rambus新推出的HBM3-Ready内存子系统,包括完全集成的PHY和数字控制器,最高数据传输速率已经达到8.4Gbps,拥有目前业界最高的性能。

据Frank Ferro分享,HBM的发展很大程度上由不断上升的带宽需求所驱动,而目前业界对于带宽的需求几乎没有上限,这种无上限的需求将持续推动HBM技术的发展。尽管目前HBM3的速率已经可以达到8.4Gbps,但对比GDDR DRAM 已经达到16或者18Gbps的速率,还是有差距的。发展的限制主要来自中介层,在HBM1和HBM2代的中介层只能做到两层,设计的线宽、金属层的厚度都非常有限;随着中介层技术发展,这些都有了一定的增加,但总的来说,HBM现在仍处于相对早期阶段,未来还有很长的一段路要走。

但随着HBM3的出现,HBM系统的成本有望大幅降低。“过去,HBM2E实现一个特定的带宽需求可能需要4个DRAM;而HBM3可能只需要2个DRAM,这就带来非常直接的成本下降。当然如果客户追求最高的带宽,不考虑成本,哪怕是HBM3,依旧选择采用4个DRAM;但对成本比较敏感的客户来说,HBM3的整体成本是下降的。”Frank Ferro分享到。

HBM3-Ready内存接口子系统的价值所在

Rambus此次推出的HBM3-Ready内存接口子系统,不仅仅是一个包含PHY和控制器的完整解决方案,而且还包含了为客户提供的中介层和封装的物理参考设计,以及诸多设计方面的服务,来帮助客户快速完成整体HBM3设计。

据Frank Ferro分享,Rambus的PHY产品是通过完全集成的硬核方式进行交付,在交付之时已经包括了完整的PHY、I/O以及Decap,方便客户进行系统集成。对于I/O设备产品来说,客户也需要厂商提供非常强大的技术以及相关的调试纠错支持,Rambus不仅可以将产品提供给客户,还可提供针对ASIC power up的现场客户支持,帮助客户进行现场纠错,实现更好的设备调试启动。不同的提供商的生产2.5D流程本身也不一样,这是一个非常复杂的过程,不仅需要提供用于生产中介层的硅产品,还有根据厂商各有差异的封装以及最后组装。而Rambus可以同时支持OSAT和CoWoS生产2.5D流程。Rambus与美光、海力士和三星等各大DRAM厂商有着非常密切的合作,测试芯片已经过充分的双向验证以及测试。而此次HBM3子系统的数据传输速率比海力士已经公布的要高不少,也是为了提前为客户后续更高的DRAM要求留出空间。

从HBM2E到HBM3,Rambus的接口技术一直处于行业引领者的位置。其中离不开Rambus深厚的技术积累。对于HBM的2.5D封装而言,中介层的信号完整性是非常关键的技术挑战。而Rambus在高速接口领域(尤其是信号完整性方面)一直保持着非常领先的地位,这也是其重要的品牌形象之一。优先采用HBM 2.5D封装的客户,在得到了Rambus在中介层的封装参考设计方面的支持之后,就可以在最终的实际设计中获得更好的信号完整性表现。

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据悉,目前行业内一线AI客户已经与Rambus就HBM3进行了相关的沟通并开展密切合作。除了HPC、AL/NL外,未来随着智能设备边缘化、AI的边缘化,HBM3也有可能被应用在5G设备上。


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