SK Hynix показала первый 16-разрядный стек HBM4 со скоростью до 10 Гбит/с: модули сняли на фото

На страницах профильных изданий уже давно обсуждают HBM4 и GDDR6, но до недавнего времени все это оставалось теорией: в массовых устройствах такие решения пока не встречаются, а значит, и увидеть реальные образцы почти невозможно. Однако ситуация изменилась после демонстрации SK Hynix: компания привезла на выставку свои наработки, а журналистам удалось запечатлеть модули на фото.

Что именно продемонстрировала SK Hynix

Главным экспонатом стал первый в отрасли 16-разрядный стек HBM4. Производитель отдельно подчеркнул два момента: высокую плотность, которую удалось получить благодаря технологии формования MR-MUF, и 2048-разрядный интерфейс HBM4. По заявлению компании, их стеки HBM4 способны работать на скорости 10 Гбит/с, то есть примерно на 25% быстрее, чем прописано в спецификации JEDEC. Такой запас, как считают в индустрии, важен для крупных заказчиков: он дает пространство либо для дополнительной производительности, либо для повышения эффективности в гиперскалируемых сценариях.

• первый 16-разрядный HBM4-стек в отрасли;
• интерфейс 2048 бит;
• скорость до 10 Гбит/с (выше JEDEC примерно на четверть);
• упор на плотность за счет MR-MUF.

Габариты те же, а возможности шире

По площади HBM3/HBM3E и HBM4 практически совпадают: около 10,5 × 12,0 мм. Но HBM4 допускает более высокую «башню» памяти: примерно до 950 мкм для 16-слойного HBM3 против порядка 750 мкм у 12-слойного HBM3. При этом у нового поколения заметно плотнее ввод/вывод и выше требования по мощности.

Как работает MR-MUF при упаковке

Суть подхода описывается достаточно просто: несколько кристаллов DRAM устанавливаются на базовую подложку и фиксируются за один этап оплавления. Затем между слоями DRAM, базовой матрицей и подложкой добавляется формовочный материал. Именно эта схема помогает удерживать плотность и стабильность конструкции при усложнении интерфейса.

1. монтаж нескольких матриц памяти на базовую подложку;
2. единый этап оплавления для скрепления;
3. заполнение промежутков формовочным материалом между слоями и подложкой.

Задняя сторона корпуса говорит сама за себя

Если сравнить «спинки» HBM4 и HBM3E, разница бросается в глаза даже без подсчета контактов. При одинаковых размерах HBM4 демонстрирует куда более плотное и равномерное поле BGA-выводов по всей площади. Это логично: переход с 1024 бит на 2048 бит означает больше сигнальных переходов, а также дополнительные контакты питания и земли — иначе не обеспечить нужную пропускную способность и требования по целостности сигнала. У HBM3E компоновка заметно более разреженная, с выраженным разделением зон, что соответствует 1024-разрядному интерфейсу и меньшей суммарной потребности во вводе/выводе.

Питание и «земля»: у HBM4 другой подход

Отдельно выделяется система подачи питания: у HBM4 контакты питания и заземления распределены более равномерно по корпусу. Можно предположить, что значительная часть задней поверхности отдана именно под эти задачи, что потенциально помогает снижать шум и инфракрасные эффекты при скоростях порядка 8 Гбит/с в стандартном варианте или до 10 Гбит/с в зависимости от возможностей. В случае HBM3E заметно меньше выводов питания и более четкое зонирование между областями I/O и питания — и даже без точных таблиц характеристик видно, что HBM4 рассчитан на более высокую пропускную способность и более жесткие требования по энергоподаче.

На каких кристаллах собран HBM4

В показанных модулях используются специальные DRAM-матрицы, выполненные по техпроцессу 1b-нм (пятое поколение 10-нм класса). Такой подход позволяет получать крупные кристаллы с низкой плотностью дефектов и меньшей вариативностью, что повышает выход годных и теоретически делает производство дешевле. Правда, как именно эта экономия отразится на конечной цене для покупателя, пока оценить сложно. Алексей Заболотских