高带宽显存

高带宽显存是一种新型低功耗存储芯片，具有超宽通信数据通路和革命性的创新堆叠方案。采用垂直堆叠方式和高速信息传输，以创新的小尺寸为用户带来了真正让人振奋的性能。

概述高带宽显存是一款新型的 CPU/GPU 内存芯片，就像摩天大厦中的楼层一样可以垂直堆叠。基于这种设计，信息交换的时间将会缩短。这些堆叠的芯片通过称为“中介层”的超快速互联方式连接至 CPU 或 GPU。将高带宽显存的堆栈插入到中介层中，放置于 CPU 或 GPU 旁边，然后将组装后的模块连接至电路板。尽管这些 HBM 堆栈没有以物理方式与 CPU 或 GPU 集成，但通过中介层紧凑而快速地连接后，高带宽显存具备的特性几乎和芯片集成的RAM 一样。1

这种显存由若干层高带宽内存Die垂直堆栈，各Die与最底层的逻辑Die均通过TSV穿透硅通孔和μbumps微凸点技术直接互连（没错，每一层都通过若干个通道直通逻辑Die，而不与其他Die通信），再通过同样的技术，经中介层与GPU通信。未来HBM推广到CPU或者SoC芯片上，也是同样的结构。1

功耗效率在过去的多年里，GDDR5 在业界发挥了重要作用。迄今为止，这项显存技术中的存储功能几乎应用在每个高性能显卡上。但是随着显卡芯片的快速发展，人们对快速传输信息（“带宽”）的要求也在不断提高。GDDR5技术发展渐渐进入瓶颈期。2

GDDR5虽然频率普遍已经达到了1750MHz（实际7000MHz以上），每个封装位宽为32-bit，带宽为28GB/s，每瓦带宽实测10.66GB/s。1而第一代HBM频率最高只有500MHz（实际工作频率1000MHz）1，但是每个封装的总线位宽高达1024-bit1，带宽超过100GB/s1，电压低至1.3V1，每瓦带宽超过35GB/s1，实测功耗降低50%以上。1

高带宽显存HBM实际上是现有GDDR5的完全替代，如今GDDR5的性能功耗曲线已经呈现出非线性曲线，通过简单的提升频率增加带宽的方法已经不足以支撑未来的显卡性能的发展，所以打破常规开发出更有效的解决办法才是一劳永逸的变革。AMD与SK Hynix通过更合理的设计理念、更先进的工艺、更高的集成度成功的解决了原有GDDR5在高端显卡中带宽不足、功耗大、占用PCB面积大等诸多负面影响。2

传统显存颗粒与GPU之间交互完全依靠PCB的走线设计，在信息交互愈发高速的现代社会已经急需进一步提高，那么能够实现显存颗粒与GPU之间快速交互的中介层成为绝佳的解决方案。通过中介层的运用，显存颗粒得以进一步拉近与GPU之间的交互，极大地提升每瓦带宽，性能功耗比提升显著。传统显存颗粒与GPU之间交互完全依靠PCB的走线设计，在信息交互愈发高速的现代社会已经急需进一步提高，那么能够实现显存颗粒与GPU之间快速交互的中介层成为绝佳的解决方案。通过中介层的运用，显存颗粒得以进一步拉近与GPU之间的交互，极大地提升每瓦带宽，性能功耗比提升显著。传统显存颗粒与GPU之间交互完全依靠PCB的走线设计，在信息交互愈发高速的现代社会已经急需进一步提高，那么能够实现显存颗粒与GPU之间快速交互的中介层成为绝佳的解决方案。通过中介层的运用，显存颗粒得以进一步拉近与GPU之间的交互，极大地提升每瓦带宽。2

小巧的外形设计除了性能和功耗外，高带宽显存在节省产品空间方面也独具匠心。随着游戏玩家对更轻便高效的电脑追求，高带宽显存应运而生，它小巧的外形令人惊叹！2

创新GDDR 和高带宽显存: 高性能内存行业标准大获人心，这一技术由AMD与电子元件工业联合会(JEDEC)及其他业内合作伙伴共同开发。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学