AI有需求，第二代HBM技術應運而生

高帶寬內存(high bandwidth memory，HBM)因為上周三星電子(Samsung Electronics)宣布開始量產第二代HBM技術Aquabolt，在市場上再次獲得矚目。

三星高帶寬內存市場營銷經理Tien Shiah表示，其8GB容量的High Bandwidth Memory-2 (HBM2)是專為下一代超級計算機、人工智慧(AI)與繪圖系統所設計，號稱能提供最高等級的DRAM性能水平，以及目前市場上最快的數據傳輸速率──在1.2V下每接腳2.4Gbps；與該公司上一代HBM2產品Flarebolt相較(每接腳速度在1.2V下為1.6Gbps、在1.35V下為2.0Gbps)，性能提升了近50%。

Shiah在國際消費性電子展(CES 2018)接受EE Times電話採訪時表示，單個Aquabolt封裝能提供307GBps的數據帶寬，數據傳輸速率是數據帶寬為32GBps的8GB GDDR5晶元之9.6倍；這意味著在系統中採用4個HBM2封裝就能達到1.2TBps的帶寬，將整體系統性能提升50%。他指出，對更高資料訪問速度的需求推動了市場採用HBM，特別是AI與機器學習演算法；而HBM為市場上最高速的DRAM解決方案，還能節省占板面積與功耗。

不過Shiah也指出，因為HBM需要整合到具備硅中介層(silicon interposers)的ASIC中，這種設計需要具備專長技術；三星還利用了與散熱控制相關的硅穿孔(TSV)技術優勢，單一個Aquabolt封裝內含8顆8Gb容量的HBM2裸晶，利用超過5,000個TSV垂直互連；此外三星還增加了HBM2裸晶之間的散熱凸塊(thermal bumps)，能實現對每個封裝更強力的散熱控制。最後還在封裝底部添加了保護層，提高其整體物理強度。

三星的第二代High Bandwidth Memory-2 (HBM2)是專為下一代超級計算機、人工智慧(AI)與繪圖系統所設計 （來源：Samsung Electronics）

HBM常常會被跟混合內存立方體(Hybrid Memory Cube，HMC；編按：由Micron主導開發)一起討論，兩者同樣是為了發揮DRAM最高速度性能的解決方案；這兩種方案的差異性其實不大，但因為HBM在市場上的接受度較高，有可能會勝過HMC，就像是很久以前錄像帶規格VHS侵蝕Beta版圖那般。

不過市場研究機構Objective Analysis首席分析師Jim Handy表示，就算HBM會成為贏家，它仍是一種利基型技術，「我不認為它最終會躍居主流；目前它實在是很昂貴的技術，因為要在硅晶元上使用TSV的代價高昂；」他指出，HBM到目前為止感覺有點「神秘」，通常是使用在Nvidia與AMD的繪圖卡，需要大帶寬來連結GPU的應用。

Handy表示，TSV確實能提供比打線封裝(wire bonding)更高的優勢，特別是當你可以在單晶元上採用5,000個TSV；然而該技術仍相對較昂貴：「這種技術需要克服的挑戰在於，當生產量增加、價格就會降低，但因為一開始的高價格很難讓生產量變大，」這也是為甚麼HBM仍主要只出現在高階繪圖卡上。

現在也可以看到HBM被應用在某些超級計算機，未來在某個時間點也有機會進駐標準伺服器，但Handy補充指出：「現在很難說什麼應用能讓HBM達到足以讓成本下降的高需求量，大家都在爭論AI將在其中扮演何等角色；」廠商大力推廣鎖定AI應用的FPGA解決方案，為GPU方案帶來競爭壓力，智能型手機也可能會是HBM的長期性目標市場，因為GDDR5也準備進軍這類設備。

至於HBM與HMC之間的主要差異，Handy表示是在底部的邏輯晶元；而雖然英特爾(Intel) 採用了美光(Micron)的HMC技術，但自行開發了邏輯標準。另一家DRAM製造商海力士(SK Hynix)也是走HBM路線，他認為英特爾將會從自家衍生的HMC方案轉向採用HBM，最後美光也會跟進：「HBM與HMC差異並不大，所以美光如果必須改變方向也不會有太多損失。」

編譯：Judith Cheng

本文授權編譯自EE Times，版權所有，謝絕轉載

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