顯卡尺寸減半？AMD黑科技HBM詳細(xì)解析
半導(dǎo)體產(chǎn)品發(fā)展至今，一直遵循著摩爾定律：每18-24個(gè)月相同價(jià)格的集成電路上元件數(shù)量增加一倍，性能也提升一倍。幾十年以來，這個(gè)規(guī)律都未曾被打破，不過從2010年開始，半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)放緩，比較突出的體現(xiàn)就在于CPU和顯卡產(chǎn)品上，我們可以看到產(chǎn)品性能的提升已經(jīng)不再像過去那樣快速。
這其中的原因有許多，包括性能需求的放緩、全球經(jīng)濟(jì)疲軟造成消費(fèi)能力下降，以及制造工藝上的瓶頸限制。所以，這幾年來，我們能夠看到半導(dǎo)體產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)變化，那就是從追求性能開始慢慢趨向于減小芯片體積。
由于制造工藝在現(xiàn)階段已經(jīng)不可能無止境提升，半導(dǎo)體制造企業(yè)開始將謀求新的突破，就是改變過去的設(shè)計(jì)/制造思路，比如CPU用的3D晶體管技術(shù)、存儲(chǔ)用的3D芯片，都是為了在有限的空間下容納更多的電路，從而實(shí)現(xiàn)更高的效能。
雖然實(shí)現(xiàn)的原理有所差異，但是AMD的HBM（High Bandwidth Memory，高帶寬存儲(chǔ)）的最終目的是一樣：減小體積、提升效率。并且是HBM將會(huì)是最先用于顯卡產(chǎn)品上的技術(shù)。它能給我們帶來什么呢？
HBM是什么？在顯卡上如何實(shí)現(xiàn)
HBM，也就是High Bandwidth Memory技術(shù)，譯為高帶寬存儲(chǔ)，從字面意思上并不能夠直接想象出它的實(shí)現(xiàn)方式。HBM的實(shí)現(xiàn)方式是芯片堆棧。也就是從原先的平鋪方式更改為羅列在一起。
AMD在CPU、GPU發(fā)展歷史上做出了不少貢獻(xiàn)，很多技術(shù)都是由AMD最先提出并實(shí)現(xiàn)。（然后拱手讓與對手）。HBM也將是在顯卡產(chǎn)品上最先一批推出、使用的革命性技術(shù)。
HBM的示意圖如上，這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式是：增加中介層，將CPU或GPU以及內(nèi)存芯片通通置于中介層上，并且將存儲(chǔ)單元垂直方向羅列。這樣一來，可以讓存儲(chǔ)芯片與核心距離拉近，開啟更高的總線位寬，簡化通信過程，降低功耗。AMD與合作伙伴聯(lián)合研發(fā)了首個(gè)中介層解決方案。
相對于傳統(tǒng)的GDDR5顯存，HBM的總線位寬提升了30倍，因此頻率需求會(huì)大大降低，最終位寬提升3.5倍，電壓從1.5V降低到1.3V，如此一來不僅提高性能，還降低了功耗。
最終結(jié)果是，HBM可以實(shí)現(xiàn)單位能耗下性能3倍的提升。
顯卡體積能縮小一半？確實(shí)如此！
那么，顯卡使用了HBM技術(shù)后，能夠帶來怎樣的變化呢？除了上述所說的性能提升、功耗增加之外，還有一個(gè)直觀的變化就是芯片、PCB面積大幅縮小。因?yàn)槲覀冎?，即便是HBM擁有先進(jìn)的理念，但是GPU核心并不會(huì)有突破摩爾定律的突然飛速提升，因此其在顯卡產(chǎn)品上最顯著的變化會(huì)是在大小上。
相對于GDDR5，1GB容量的HBM顯存只需要原來1/19面積
以AMD Radeon R9 290X為例，GPU和顯存PCB面積合計(jì)占用9900mm2，核心+顯存面積可以縮小50%以上，這還是不考慮到封裝陣腳所占用的空間。那么最終顯卡成品一定是可以大幅減小的，但是至于廠商是否愿意這樣做，就另當(dāng)別論了。
仍有短板：HBM并非已完美無缺
看起來，HBM是一個(gè)近乎無敵的新技術(shù)了：功耗低、體積小、性能強(qiáng)，事實(shí)是這樣嗎？并非如此。目前通過已有的技術(shù)資料來看，HBM仍有一個(gè)隱患存在。
AMD、海力士聯(lián)合研發(fā)的第一代HBM顯存方案中，每一顆都采用四層Die進(jìn)行堆疊，每個(gè)Die的容量為2Gb(256MB)，因此每顆容量為1GB。整體四顆，總的顯存容量就是4GB。
8GB HBM也可以有，但那只能在Fiji VR雙芯顯卡上實(shí)現(xiàn)，每個(gè)核心還是4GB。如前所述，這只是第一代HBM的情況，明年的第二代就會(huì)翻一番。AMD計(jì)算域圖形事業(yè)群CTO Joe Macri確認(rèn)了這一點(diǎn)。
也就是說，我們能看到的第一代使用HBM顯卡的產(chǎn)品最多只有4GB容量，并且這個(gè)局限性是第三方廠商也無法改變的，沒錯(cuò)，就算華碩、藍(lán)寶石也不行，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了他們的能力范圍?？上攵诮换鸹蛘吒叻直媛氏?，4GB顯存必然是一個(gè)隱患。當(dāng)然，最終產(chǎn)品還未出爐，我們期待AMD可以盡可能的優(yōu)化好這寶貴的4GB HBM顯存，能夠物盡其用。
當(dāng)然，瑕不掩瑜，不可否認(rèn)HBM是這幾年來我們在PC硬件領(lǐng)域看到的最大膽、最具想象力的創(chuàng)新技術(shù)，正如過去一樣，AMD一直走在技術(shù)最前沿的，用它難以捉摸的想象力實(shí)現(xiàn)各種引領(lǐng)業(yè)界前進(jìn)。并且AMD一直堅(jiān)持自由開放的理念，相信這個(gè)技術(shù)在未來將會(huì)推廣到各個(gè)領(lǐng)域。至于市場方面的業(yè)績，似乎AMD并不是把它放在第一位。無論如何，我們期待采用HBM的新產(chǎn)品出現(xiàn)?！?/p>
關(guān)注我們
