1: HBM堆疊顯存顆粒技術解析

HBM顯存技術與以往的顯存形式不同,HBM顯存的最大特點在於向「空間」要「空間」。前一個「空間」指的是立體空間,後一個「空間」則指存儲空間。傳統顯存的存儲模式以平面分佈為基礎,所有存儲顆粒均分佈於二維平面當中,除了使用更大容量的單顆顆粒之外,如果要拓展容量就只能佔用更多的平面空間(在PCB上敷設更多顆粒並使用更長的連線)。

而HBM顯存改變了這一傳統,將顆粒集中在一起並向「上」進行了空間的延伸,在相同的「佔地面積」下,HBM顯存能夠實現數倍於傳統顯存的存儲容量。

2: HBM顯存的出現帶來了很多與過去截然不同的存儲模式,它將更多顆粒佈置在了更小的面積當中,這在提升容量和帶寬的同時也導致了新的問題,那就是內存控制器所面臨的管理層級和管理範圍有了顯著的變化。

突然激增的內存顆粒和並行存儲鏈路對內存控制器提出了極大的挑戰,如果依舊採用傳統結構,讓全部內存顆粒都去對應單一且統一的內存控制器的話,GPU晶元可能要做到巴掌大。

3: HBM顯存在獲得超高帶寬大並行存儲的同時所付出的代價也同樣明顯而且深刻——隨著集成度的上升,過去相對均勻分佈在大面積PCB空間上的總熱量,現在也隨之而幾乎完全集中在了GPU周圍的核心區域。

熱密度的提升帶來了很多新的考驗,儘管PCB的尺寸和設計難度都已經隨著HBM的列裝而大幅下降,但這種下降同時也導致了散熱器尺寸和有效散熱面積的下降。在此基礎上,傳統散熱器上應付自如的,分佈在更大面積的總熱量現在幾乎全部集中到了GPU核心的周圍,散熱器與熱源的有效接觸面積因此而大幅下降,吸熱窗口的減少令如何快速將這部分熱量分散轉移並有效傳遞到散熱鰭片中進而散逸出去就成了一個全新的課題。

綜上所述,初期的HBM顯存擁有超高帶寬和大並行度存儲能力,可以簡化PCB設計並明顯降低整卡總功耗,但也存在頻率提升困難,容量上限較低,Logic Die管理複雜以及對驅動依賴較高等問題!


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