JEDEC, yapay zeka iş yükleri, yüksek performanslı bilgi işlem ve gelişmiş veri merkezi ortamlarının hızla artan gereksinimlerini karşılamayı hedefleyen yeni bir bellek standardını HBM4 (High Bandwidth Memory 4) JESD238 koduyla resmi olarak yayınladı. Yeni standart, bellek bant genişliğini, kapasitesini ve verimliliğini artırmak için mimari değişiklikler ve arabirim yükseltmeleri getiriyor.
HBM4, HBM ailesinin karakteristik özelliği olan dikey olarak istiflenmiş DRAM yongalarını kullanmaya devam ediyor, ancak selefi HBM3’e kıyasla bant genişliği, verimlilik ve tasarım esnekliğinde önemli ilerlemeler sunuyor. 2048-bit arabirim üzerinden 8 Gb/s’ye kadar aktarım hızlarını destekleyen HBM4, toplamda 2 TB/s’ye kadar bant genişliği sağlıyor. Önemli bir yükseltme ise yığın başına bağımsız kanal sayısının HBM3’teki 16’dan HBM4’te 32’ye çıkarılması; her kanal artık iki psödo-kanal içeriyor. Bu genişleme sayesinde bellek işlemlerinde daha fazla erişim esnekliği ve paralellik sağlıyor.
Güç verimliliği açısından, JESD270-4 farklı sistem gereksinimlerine uygun olarak 0.7V, 0.75V, 0.8V veya 0.9V VDDQ seçenekleri ve 1.0V veya 1.05V VDDC seçenekleri gibi çeşitli voltaj seviyelerini destekliyor. Bu ayarlamalar daha düşük güç tüketimi ve iyileştirilmiş enerji verimliliği sağlıyor. HBM4, mevcut HBM3 kontrolcüleriyle uyumluluğu koruyarak tek bir kontrolcünün her iki bellek standardıyla çalışabilmesini mümkün kılıyor. Bu geriye dönük uyumluluk, benimsenmesini kolaylaştırıyor ve daha esnek sistem tasarımlarına olanak tanıyor.
Ayrıca HBM4, row-hammer azaltımını geliştiren ve destekleyen Yönlendirilmiş Yenileme Yönetimi’ni (DRFM) içeriyor. Kapasite tarafında ise HBM4, 4’lüden 16’lıya kadar yığın yapılandırmalarını destekliyor; DRAM yongası yoğunluğu 24Gb veya 32Gb olarak sunuluyor. 32Gb 16’lı yığınlarla 64GB’a kadar küp kapasiteleri sağlayarak, zorlu iş yükleri için daha yüksek bellek yoğunluğu sunuyor.
HBM4’ün dikkat çekici bir mimari değişikliği de komut ve veri yollarının ayrılması; eşzamanlılığı arttırarak gecikmeyi azaltmayı hedefliyor. Çok kanallı işlemlerin yaygın olduğu yapay zeka ve HPC iş yüklerinde performansı iyileştirmek için tasarlanmış bu değişiklik, yeni fiziksel arabirim ve sinyal bütünlüğü iyileştirmeleriyle destekleniyor.
HBM4’ün geliştirilmesi, Samsung, Micron ve SK hynix gibi büyük endüstri şirketlerinin iş birliğiyle gerçekleşti. Bu şirketlerin yakın gelecekte HBM4 uyumlu ürünleri sergilemeye başlaması bekleniyor; Samsung, yapay zeka çip üreticileri ve hiper ölçekleyicilerin artan talebini karşılamak için 2025’te üretime başlamayı planladığını belirtti.
Yapay zeka modelleri ve HPC uygulamaları daha fazla hesaplama kaynağı talep ettikçe, daha yüksek bant genişliği ve daha büyük kapasiteye sahip belleklere olan ihtiyaç artıyor. HBM4 standardının tanıtımı, bu iş yükleriyle ilişkili veri aktarım hızı ve işlem zorluklarını ele almak için tasarlanmış yeni nesil bellek teknolojilerinin gerekliliklerini belirleyerek bu gereksinimleri karşılıyor olması lazım.
