Dvakrat višja zmogljivost in podvojena pasovna širina za novo generacijo pomnilnikov Samsung HBM5

Samsung Electronics je na dogodku Memory Executive Summi razkril ključne cilje in podatke za prihajajočo generacijo pomnilnikov Samsung HBM5.

Novi pomnilniški standard je trenutno v fazi razvoja in je zasnovan tako, da v primerjavi z generacijo HBM4E podvoji zmogljivost ter za 20 odstotkov izboljša energetsko učinkovitost (zmogljivost na vat). V podjetju Samsung so že pred tem potrdili, da bodo skladi HBM5 opremljeni s posebnim blokom za toplotno pot (HPB), kar bo poenostavilo hlajenje modulov.

Podvojitev pasovne širine posameznega sklada pomeni, da bi najvišja hitrost prenosa med letoma 2028 in 2029 dosegla približno 4 TB/s na sklad. Pri podjetju TSMC pričakujejo, da bodo pospeševalniki za umetno inteligenco do konca desetletja uporabljali konfiguracije z 20 do 24 skladi HBM5 ali HBM5E v posameznem paketu. Takšni napredni sistemi bi tako v le nekaj letih dosegli skupno pasovno širino med 80 TB/s in 96 TB/s.

Da bi Samsung s standardom HBM5 dosegel dvakratno pasovno širino glede na HBM4E (2 TB/s na sklad), mora specifikacija podvojiti hitrost prenosa po pinu z 12 GT/s na 24 GT/s. Poleg tega mora še podvojiti širino vmesnika z 2.048 na 4.096 bitov ali združiti širši vmesnik z višjo hitrostjo prenosa. Povečanje širine vmesnika na 4.096 bitov sta do zdaj predvideli organizaciji KAIST in Marvell, kar pa še ne pomeni uradne potrditve specifikacij.

Z vidika porabe energije je širjenje vmesnika lažje kot podvojitev hitrosti signalizacije po pinu. Višje hitrosti zahtevajo hitrejše gonilnike, sprejemnike, urine signale in izenačevanje, saj je ohranjanje integritete signala nad 20 GT/s izjemno zahtevno. Po drugi strani pa prehod na 4.096 pinov podvoji število vertikalnih povezav TSV in izjemno zaplete osnovno matrico. Razumen inženirski kompromis bi zato lahko predstavljal 3.072-bitni vmesnik v kombinaciji z zmernim povišanjem hitrosti prenosa.

Cilj podvojitve pasovne širine v eni sami generaciji je izjemno agresiven, razprave o HBM5 pa ostajajo špekulativne. Kompleksnost pakiranja in vmesnikov pri širini 4.096 bitov bi namreč lahko izničila predvidene dobičke pri energetski učinkovitosti.