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HBM2-Speicher ist nunmehr offiziell spezifiziert

Das Speicherstandardisierungs-Gremium JEDEC vermeldet die offizielle Standardisierung einer neuen Ausbaustufe des HBM-Standards – sprich, daß, was bisher unter "HBM2" bekannt ist, wurde nunmehr offiziell standardisiert. Konkret geht es bei HBM2 (inoffizielle Bezeichnung) zum einen um eine höhere Flexibilität bei der Anzahl der Speicherstacks – anstatt 4 oder 8 Speicherstacks können nun auch nur 1 oder 2 Speicherstacks genutzt werden, was HBM2-Speicher zukünftig auch für kleinere und mittlere Grafiklösungen (mit dementsprechend niedrigeren Bandbreite-Anforderungen) nutzvoll macht. Zudem geht der maximale Speichertakt auf bis zu 1000 MHz DDR hinauf – damit bietet die von der Nano/Fury-Karten bekannte Anordung mit 4 Speicherstacks und 4096 Bit DDR HBM-Speicherinterface nunmehr nicht mehr maximal 512 GB/sec Bandbreite, sondern gleich maximal 1024 GB/sec Bandbreite. Gleichzeitig werden damit auch die "kleineren" HBM-Ausführungen leistungsfähiger, die kleinste HBM2-Ausführung mit nur einem Speicherstack und 1024 Bit DDR HBM2-Speicherinterface käme somit auf immerhin 256 GB/sec Speicherbandbreite.

GDDR5 HBM1 HBM2
HBM-Stacks - 4 1 2 4
Speichermengen 2/4/8/16 GB 4 GB 4/8 GB 8/16 GB 16/32 GB
Speichertakt 3000 MHz 500 MHz DDR 1000 MHz DDR
GPU-Interface 512 Bit DDR 4096 Bit DDR 1024 Bit DDR 2048 Bit DDR 4096 Bit DDR
Speicherbandbreite 384 GB/sec 512 GB/sec 256 GB/sec 512 GB/sec 1024 GB/sec

Der interessanteste Punkt an HBM2 ist allerdings die 4fach höhere Speicherdichte pro Speicherstack: Gab es bei HBM1 immer nur 1 GB Speicher pro Speicherstack, sind es bei HBM2 nunmehr flexibel 4 oder 8 GB. Damit sind zum einen viel höhere Speicherkapazitäten auch mit wenigen Speicherstacks erreichbar (gut für Mainstream-Lösungen oder integrierte Grafik), zum anderen gibt die Menge an verbauten Speicherstacks nun nicht mehr zwingend eine bestimmte Speicherkapazität vor, hier hält wie gesagt eine gewisse Flexibilität Einzug. Der HBM-Standard wird eigentlich erst durch diese zweite HBM-Ausbaustufe wirklich marktreif, vorher konnte man gerade die Nano/Fury-Karten eher denn als HBM-Demonstrationsobjekte betrachten. Die JEDEC hat diese allerdings schon im Herbst 2014 offengelegten Möglichkeiten wie gesagt nunmehr offiziell gemacht, womit auch andere Speicherhersteller entsprechende Speicherchips herstellen können und nicht alle Marktteilnehmer auf den anfänglichen HBM-"Erfinder" Hynix angewiesen sind.

Aller Vermutung nach dürfte der GDDR5-Nachfolger GDDR5X speziell bei Enthusiasten-Lösungen nicht mit ins Geschehen eingreifen können, da angesichts von großen Speicherinterfaces und (nochmals) höheren Taktraten der Stromverbrauch von GDDR5X-basierten Lösungen durch die Decke gehen würde und gerade bei sehr großen Grafikchips dann nicht mehr darstellbar wird. GDDR5X ist eher dort interessant, wo mittelgroße bis normal große Grafikchip mit nicht all zu großen Speicherinterfaces (bis üblicherweise 256 Bit DDR) hohe Bandbreiten benötigen – beispielsweise bei nVidias GP104-Chip. Hierfür wird HBM wohl noch einige Zeit zu teuer sein, in diese Lücke springt dann wahrscheinlich GDDR5X. Selbiges wurde im übrigen schon im November 2015 durch die JEDEC offiziell standardisiert. Bevor HBM zu den kleineren bis mittleren Grafklösungen kommt, wird wohl noch einige Zeit vergehen, neben allen Vorteilen von High Bandwith Memory ist dessen Kostenfaktor derzeit einfach noch zu hoch.

Nachtrag vom 13. Januar 2016

Diese Meldung zur Standardisierung von HBM2-Speicher ist zumindest bezüglich des zeitlichen Ablaufs inkorrekt: Die seitens der JEDEC im Januar 2016 vorgelegte Spezifikation "JESD235A" enthält nur Updates zugunsten von zwei neu aufgenommenen Nebenfeatures (es handelt sich um "Pseudo-Channels" sowie Verbesserungen für Testverfahren), ist aber ansonsten gleich zur bereits im November 2015 vorgelegten Spezifikation "JESD235". Unter dem gleichen Namen gab es allerdings schon im Oktober 2013 (!) eine erste sich auf HBM beziehende Spezifikation – welche allerdings leider nirgendwo mehr im Klartext vorliegend ist. Allerdings darf man gut und gerne vermuten, daß sich die 2013er Spezifikation auf "HBM1" bezieht, die 2015er Spezifikation dann auf "HBM2" – auch wenn diese Bezeichungen rein inoffiziell sind. Die Gegenthese, daß bereits in der 2013er Spezifikation die Möglichkeiten von "HBM2" genannt wurden, läßt sich derzeit eben wegen des Fehlens der 2013er Spezifikation weder belegen noch entkräften.

Nachtrag vom 24. Januar 2015

Diese Meldung über die Standardisierung von HBM2-Speicher muß hiermit nochmals korrigiert werden: Wie schon notiert, hatte das Speicherstandardisierungsgremium JEDEC im aktuellen Spezifikations-Update nur ein paar (unbedeutende) Nebenfeatures hinzugefügt. Offen war aber noch der Punkt, inwiefern die Möglichkeiten von HBM2 erst im November 2015 standardisiert wurden – oder bereits viel früher. Aus der Diskussion zur ursprünglichen News (mit Dank an die dort beteiligten Forennutzer, welche bis zur Klärung des Sachverhalts nicht locker gelassen haben) ist nunmehr klar zu entnehmen, das schon die allererste diesbezügliche JEDEC-Spezifikation vom Oktober 2013 (!) bereits alles das spezifiziert, was HBM1 und HBM2 ausmacht – im genauen sogar leicht über HBM2 hinausgeht. Die Bezeichnungen "HBM1" und "HBM2" sind wie bekannt natürlich nicht offiziell, in der Spezifikation wird generell nur von "HBM" (aka "High Bandwith Memory") geredet. Mit HBM1 und HBM2 operieren allerdings die Speicherhersteller Hynix und Samsung, um verschiedene Ausbaustufen ihrer eigenen HBM-Entwicklung zu charakterisieren. HBM1 gab es beispielsweise nur von Hynix und mit 1 GB Speicher pro Stack zu Taktraten von 500 MHz, während HBM2 von beiden Speicherherstellern mit 4 GB Speicher pro Stack (später auch 8 GB) sowie zu Taktraten von 1000 MHz hergestellt wird. Auch wenn es gemäß der Spezifikation keine Differenz zwischen "HBM1" und "HBM2" gibt, so sind doch in der Praxis sehr bedeutsame Unterschiede zwischen diesen (inoffiziellen) HBM-Varianten zu sehen.