HBM2 (segunda geração): Indo muito além do GDDR5

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Como vimos no artigo anterior, o GDDR5 já é utilizado há bastante tempo, mas já mostra seus sinais de exaustão. As GPUs GTX 1080 e GTX 1080 Ti conseguiram dar uma sobrevida ao padrão com o GDDR5X, inicialmente trabalhando com 10 Gbps, mas que não altera um fato de que um padrão novo se faz necessário. O HBM se apresentou como uma solução viável, mas sua primeira geração era restrita a 4 GB de capacidade. Ou seja, não é uma capacidade adequada para as placas de vídeo mais poderosas do mercado.

Mas já temos a sua segunda geração (HBM2), e vamos conhecer um pouco mais sobre ela.

High bandwidth memory” de segunda geração

Apesar de ser limitada em quantidade (os 4 GB que mencionamos), o HBM trouxe avanços consideráveis. Oferece um maior volume de dados (até 128 GB/s, contra 32 GB/s do GDDR5), menor latência, consumo de energia e, claro, uma menor necessidade de espaço físico no PCB. Por ser uma memória “empilhada”, uma quantidade razoável de memória pode ser utilizada em dimensões reduzidas, enquanto as memórias GDDR5 e GDDR5X exigem vários chips lado a lado.

Configurações possíveis do HBM2

Configurações possíveis do HBM2 de acordo com o segmento.

O HBM2 permite que cada camada de memória tenha entre 1 e 8 GB, garantindo que até 32 GB de memória dedicada possam ser implementados tanto pela AMD quanto pela NVIDIA. Isso com velocidades que chegam até a 256 GB/s, certamente um benefício e tanto tanto para jogos mais recentes quanto para aplicações que exijam um enorme potencial de processamento de dados. Cálculos científicos, simulações de alta complexidade, aplicações médicas: todas elas são beneficiadas pelo HBM2.

As principais características do HBM original são preservadas e melhoradas, e exatamente por isso ainda são bastante caras. É o caso do TSV (though silicon vias), responsável pela comunicação entre as camadas de memória, do PHY, comunicação direta com o SoC (o chip fabricado pela AMD ou NVIDIA), e o Interposer, uma camada de silicone que fica entre a memória e a placa. Todas essas tecnologias aumentam os custos do HBM2, em especial por ainda ser bastante nova.

HBM2 e HBM

Visualização esquemática do HBM/HBM2, mostrando os destaques da tecnologia: PHY, Interposer e TSV.

Naturalmente, com o passar dos anos, as sucessivas gerações do HBM ficarão cada vez mais acessíveis, em especial por serem baseadas no mesmo princípio. Mas, inicialmente, as aplicações do HBM2 ainda são bem pontuais, ainda que ela tenha uma chance de popularização muito maior do que o HBM original. E isso acontece por um motivo em especial.

HBM2 e NVIDIA

Ainda que o HBM seja uma criação da AMD, nada impede que outras fabricantes utilizem o padrão. Isso não ocorreu na primeira geração, que a NVIDIA deixou de lado, muito provavelmente pela limitação de 4 GB. Isso pode mudar nas próximas gerações, e tudo indica que provavelmente mudará. A NVIDIA já deu o primeiro passo nesse sentido: a Tesla P100 foi anunciada com 16 GB de memória HBM2. E, curiosamente, foi a primeira fabricante a fazê-lo, e não a AMD.

HBM2

Mesmo sendo uma tecnologia da AMD, a NVIDIA saiu na frente e anunciou o primeiro produto com HBM2. A placa Tesla P100 não é voltada para o consumidor final, mas indica o caminho que a NVIDIA está seguindo para as próximas gerações.

Não podemos nos esquecer que a família Tesla não é projetada para jogos (nem saída de vídeo possuem). Mas já é um primeiro passo importante, indicando que a próxima geração de placas de vídeo da NVIDIA podem chegar com o HBM2 (nos modelos mais avançados, naturalmente). A AMD já “promete” sua próxima geração (Vega) com 16 GB de HBM2. Ou seja, a concorrência entre AMD e NVIDIA está longe de esfriar, e quem ganha com isso é o usuário, que sempre pode contar com tecnologias de ponta.

Será que o GDDR6 mudará esse cenário? Em próximo artigo vamos conhecer um pouco mais sobre ele, e quais são os seus diferenciais em relação ao GDDR5.

Fontes: JEDEC, WCCFtech, TechPowerUP, Quora

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