HBM Nedir ?

AMD ve SK Hynix ortaklığıyla geliştirilen yeni bellek teknolojisi High Bandwidth Memory’e (HBM) yakından bakıyoruz.

2008 yılında aramıza katılan GDDR5, 8 yıldır ekran kartlarında GPU’nun yanına kendine yer buluyor. Fakat geçen zamanla GPU’lar inanılmaz hızlara ulaşmaya başladı ve artık süper bilgisayarlarda kullanılır hale geldiler. Buna karşın GDDR5 gerek güç tüketimi, gerek kapladığı alan ve gerekse de sunduğu performans ile beklentileri karşılayamaz hale geldi.

Astronomide Chandrasekhar limiti olarak adlandırılan bir limit vardır. Bu limit, kararlı bir beyaz cücenin sahip olabileceği en büyük kütledir. Beyaz cüce bu kütlenin üstüne çıktığında tamamen kendi içine çökmektedir. İşte GDDR5’i de tam olarak böyle tanımlayabiliriz. Limitlerine ulaşan bu teknoloji artık yavaş yavaş emekli edilmeli ve yerine daha küçük, daha düşük güç tüketimli fakat daha yüksek performans sunacak bir alternatif gelmelidir. Bunun için de DRAM’i yeniden icat etmeye gerek yok. En azından AMD ve SK Hynix bu sonuca varmışlar.

Var olan DRAM zarlarını üst üste istifleyip içine de veri aktarımı için kanallar açtığınızda çok daha az yer kaplayan, daha düşük güç tüketen ve daha performanslı bellekler elde edebiliyorsunuz. Tabii ki bu işlem o kadar da kolay değil. HBM’in tasarlanması işin sadece bir boyutu. Bir başka boyut da HBM ile GPU arasında inanılmaz hızlı bir bağlantı kurmak. Ve bunun için de eski tip PCB içinden geçen veri yollarını kullanmak pek de mantıklı olmayacak ki AMD, ASE, Amkor ve UMC ile işbirliğine giderek Interposer adını verdikleri bir arabirim geliştirmiş.

AMD’nin bize sağladığı PDF dosyalarını bu teknolojiyi daha yakından tanımak için Türkçeye tercüme ettik. Bakalım HBM’in altında yatan teknolojiler neler ?

• 00:24 – HBM Nedir ? Ekran kartlarındaki yeni nesil bellek teknolojisi
• 00:50 – R9 FURY incelemesinde HBM’e yakından bakıyoruz
• 00:57 – GDDR5 2008’den beri aramızda
• 01:25 – Ekran kartlarında bellek darboğazı
• 01:48 – Neden GDDR5X geliştiriliyor ?
• 03:12 – AMD, 8 yıl önce GDDR5’in limitlerine ulaşacağını öngördüğünü belirtiyor
• 03:43 – GDDR5 çok fazla alan kaplıyor
• 04:49 – GDDR5’in yüksek güç gereksinimi dolayısı ile artan VRM bileşenleri
• 05:02 – Daha küçük boyutlu ekran kartları üretebilmek mümkün olacak
• 05:36 – Bileşenlerin boyutunu nasıl küçültüyoruz ? Entegre ederek!
• 06:51 – Neden GDDR5 bellekleri ekran kartının üstüne monte etmiyoruz ?
• 07:53 – DRAM’i baştan tasarlamak
• 08:08 – Neden GDDR5’i daha hızlı olması için ölçeklendirmiyoruz ?
• 08:25 – Belleklerin GPU ile arasındaki mesafe güç tüketimini artırıyor
• 08:59 – Çözüm DRAM yongalarını üst üste yığmak
• 09:14 – GPU ile DRAM yongaları arasında bağlantı kurmak
• 09:38 – Interposer ne işe yarıyor ?
• 10:57 – HBM bellek teknolojisine yakından bakış: istiflenmiş DRAM zarları
• 11:20 – DRAM yongaları arasındaki iletişim için TSV kanalları
• 11:46 – Fiberglas paket alt katmanı PCB’ye BGA ile monte edilmekte
• 12:39 – GDDR5 ve HBM bellek arasındaki yapısal ve teknik fark
• 13:57 – 1024 Bit bellek veriyolu ile 128GB/s aktarım hızı
• 15:22 – Bant genişliğini artırırken güç tüketimini düşük tutmak
• 15:50 – Harcanan enerjiye oranla aktarılan veri çok daha fazla
• 16:24 – 1 GB GDDR5 vs. 1 GB HBM boyut karşılaştırması
• 17:05 – HBM’in sağladığı boyut avantajı
• 18:02 – HBM, GPU, Interposer ve paket alt katmanı bir arada
• 18:46 – HBM, ekran kartlarını nasıl değiştirecek
• 20:00 – AMD’nni APU’larda HBM belleği kullanacak olması
• 20:40 – HBM2 ile daha da geliştirilmiş ve iyileştirilmiş HBM
• 21:18 – Interposer nasıl üretiliyor ?
• 21:35 – Özetle Interposer nedir ?
• 22:10 – HBM ile R9 290X’e göre 3 kat daha az alanda daha yüksek performans
• 22:36 – TSV için Wafer üzerinde oyuk açma
• 22:58 – Yonga plakası termal oksid ile kaplanır
• 23:05 – Veri iletimi için TSV yuvalarını bakır ile doldurma
• 23:16 – Bakır tabakayı inceltmek için kimyasal mekanik parlatma işlemi
• 23:33 – Taramalı elektron mikroskobu ile TSV’lere yakından bakış
• 24:04 – Bakır bağlantı noktalarının yönlendirilmesi
• 24:11 – Yalıtım için pasifleştirme katmanı
• 24:15 – Pasifleştirme katmanında oyma işlemi
• 24:22 – Oyuklara bakır mikro tümseklerine yerleştirlmesi
• 24:27 – Interposer’ın ön yüzüne plaka destek sisteminin yerleştirilmesi
• 24:33 – TSV’leri açığa çıkarmak için Interposer’ın arka kısmının aşındırılması
• 24:50 – Ufak bakır bağlantılar genişletiliyor ve buralara mikro tümsekler konumlandırılıyor
• 24:59 – Interposer’ın fiberglas pakete eklenmesi
• 25:06 – Bütün işlemlerden sonra Taramalı Elektron Mikroskobu ile mikro tümseklere bakış
• 25:43 – HBM, GPU, Interposer ve paket alt katmanı bir arada
• 26:15 – BGA lehim noktaları

 

1 15

- +

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

 

1 21

- +

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.